本文通过对壳聚糖进行改性,合成了四种壳聚糖衍生物,对这些衍生物的结构、DSC、溶解性能、抗菌性能进行了考察。通过正交实验设计,系统地研究了O-羧甲基壳聚糖和磺化壳聚糖的合成条件,得到最佳工艺条件。本文重点对壳聚糖及水溶性衍生物的抗菌机理进行了探讨,以克隆有NaHG2基因的大肠杆菌为实验菌种,在体内和体外两个水平研究了不同种类、浓度、分子量的壳聚糖及衍生物在不同时间对DNA、基因表达及蛋白质的作用,使壳聚糖及其衍生物的抗菌机理进一步明确。结果表明:O-羧甲基壳聚糖、磺化壳聚糖、羟乙基壳聚糖和羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖都保持甚至提高了壳聚糖的抗菌性能,而且水溶性得到了很大程度的改善,这大大拓宽了壳聚糖的应用范围。实验得到的最佳合成条件分别为:O-羧甲基壳聚糖:0℃,壳聚糖与一氯乙酸3:2.3 (w:w),反应48小时;磺化壳聚糖:68℃,氯磺酸与壳聚糖的添加比例为4:1(ml:g),反应4小时。在抗菌机理的研究中得到以下结论:壳聚糖及衍生物对DNA结构、蛋白质和基因表达有明显的影响,随壳聚糖及衍生物浓度增大影响程度也逐渐增大;分子量不同对DNA的作用也有不同的结果,分子量小于8000时,影响程度随分子量的增大而减小,分子量大于20000时无法观察到质粒带,对蛋白质和基因表达的影响并不显著;培养时间与影响程度没有明显关系。壳聚糖及衍生物对假单胞菌的生长和繁殖有明显的抑制作用,并且最终作用的结果可以使降解菌ND6的降解基因的表达无法正常进行,逐渐丧失降解能力。根据以上结论我们认为壳聚糖及衍生物对细菌生长繁殖的抑制作用是通过对DNA复制、基因表达和蛋白质的影响来实现的。