近年来,生物大分子药物随着细胞工程、基因工程和酶工程等技术的逐渐成熟,迅速发展成为药物研发的新热点。对比小分子化学药物,生物大分子拥有诸多优势,比如精准的靶向专一性、良好的生物相容性、极低的毒副作用以及较高的生物活性。但是,生物大分子自身很容易降解失活,而且它们的细胞膜渗透性非常差,限制了其在临床试验中的进一步开发和应用。为了解决这些棘手的问题,本论文设计合成了几种新型的载体材料,这些新型载体材料可以向细胞内高效率递送生物大分子药物,并随后在动物水平上实现了常见恶性肿瘤的有效治疗。主要内容如下:（1）以β-环糊精（β-CD）为主骨架,仲胺基团修饰的长烷链为侧链合成了多臂两亲性环糊精（CDEH）。CDEH可以在水溶液中自组装形成纳米颗粒,只需与蛋白质溶液混合,而无需引入任何可能使蛋白质失活的后续步骤,就能够实现对蛋白质高效率的包载（包载率>30%,w/w）。更重要的是,CDEH纳米载体可以通过主客体包合作用修饰上各种靶向基团,因此我们设计了两种靶向CDEH纳米载体进行试验。第一,以皂草素（Saporin,SA）作为治疗蛋白,AS1411-适配体（AS1411-aptamer,AP）修饰的CDEH（CDEH-AP）不仅在体外能够高效率递送Saporin进入MDA-MB-231乳腺癌细胞内,致使大量癌细胞凋亡,而且在人乳腺癌MDA-MB-231裸鼠模型中,可以优先聚集在肿瘤组织中,高效率抑制肿瘤癌细胞的生长。第二,叶酸（FA）靶向修饰的CDEH纳米载体（CDEH-FA）可以共递送Cas9核酸酶和靶向Polo样激酶（Plk1）基因的sg RNA进入宫颈癌细胞内,在体外He La细胞实验中,CDEH-FA/Cas9/sg RNA（CFCs）可导致47.1%Plk1基因的敲除,在人宫颈癌He La裸鼠模型中可引起肿瘤组织里64.1%Plk1蛋白质的下调,从而有效抑制宫颈癌肿瘤生长。所以,这些实验结果表明,靶向CDEH纳米运载体能够提高细胞质内蛋白的递送效率,对改善蛋白药物的治疗效果有很大帮助。（2）基于精氨酸手性的不同,设计合成了两种小分子化合物,L-精氨酸修饰的正癸醇（LC10A）和D-精氨酸修饰的正癸醇（DC10A）。我们将这两种小分子化合物应用于体内外树突状细胞（DCs）质内抗原蛋白的高效递送,使其在肿瘤的免疫治疗中,发挥积极作用。实验结果表明,LC10A和DC10A分别在水溶液中与模型抗原卵清蛋白（OVA）,免疫佐剂未甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤寡聚核苷酸（Cp G）共组装成两种不同的纳米疫苗（LC10A+OVA+Cp G,DC10A+OVA+Cp G）。与DC10A+OVA+Cp G相比,LC10A+OVA+Cp G更能够促进抗原呈递细胞（APCs）的摄取、细胞因子的产生以及诱导树突状细胞（DCs）成熟。此外,在C57BL/6小鼠活体实验中,纳米疫苗LC10A+OVA+Cp G能够刺激小鼠体内强有力的免疫应答,提高血液中各类细胞因子和相应抗体（anti-OVA）的含量,诱导其产生更多的CD8+T细胞,从而预防活体内E.G7-OVA淋巴瘤的发生,延长了小鼠的存活时间。更重要的是,纳米疫苗LC10A+OVA+Cp G联合免疫检查点阻滞剂（anti-PD1）对已建立的小鼠E.G7-OVA肿瘤模型有显著的疗效。这些研究结果表明,基于精氨酸设计的小分子纳米载体能够促进胞质内抗原蛋白的递送,为肿瘤的免疫治疗提供了巨大的应用前景。