作为一种全新的并且具有广阔发展前景的治疗手段，基因治疗被认为是医学和药学领域的一次革命，是当今生物医学发展最重要的里程碑之一。基因载体材料对基因的传输和转染起着导向和保护作用，因此，能否构建出合适的基因载体材料成为制约基因治疗成功的关键问题。而基于天然可再生高分子材料设计的、由非病毒天然基因载体材料介导的传递系统因生物相容性好、生物可降解性和无免疫原性等特点而备受关注。淀粉具有独特的分子结构，通过分子修饰可为淀粉分子与基因的有效复合提供广阔的结合位点，且由淀粉分子形成的三维网络结构能够更加有效地保护基因和调节基因的释放。因此，构建性能优良的淀粉类非病毒基因载体材料，将具有非常重要的学术意义和应用价值。根据淀粉分子与基因的结合机制，采用适当的生物酶对淀粉分子支叉结构进行选择性酶切，为使淀粉分子能够通过静电作用而与基因复合，采用干法阳离子修饰技术对不同分子量的淀粉分子进行正电荷修饰，考察了反应条件对阳离子取代度的影响，构建出不同分子量和不同取代度的季铵型阳离子淀粉基因控释载体材料。通过凝胶渗透色谱偶联多角度激光光散射联用技术测定了其分子量和分子量分布。通过红外光谱考察了淀粉分子中阳离子基团的接入。结果显示，淀粉用量、碱与醚化剂的比例以及反应时间等的增加都使取代度呈现先增后减的趋势；红外光谱技术分析表明，阳离子改性淀粉基因控释载体材料的红外光谱在1385cm^-1处出现归属于季铵基上C-N的伸缩振动；在1489cm⁽-1_处出现季铵基中CH3、CH2的C-H弯曲振动，在1602cm^-1处出现归属于季铵基的反对称伸缩振动，说明淀粉分子中成功引入了带正电荷的季铵基基团；其重均分子量为1.055×10⁴-5.527×10⁴g/mol。在此基础上，采用激光粒度分析技术对不同分子量的阳离子改性淀粉基因载体材料在不同pH条件下的粒径、zeta-电位进行了测定，结果显示，pH值对阳离子改性淀粉基因控释载体材料在溶液中的粒径和zeta-电位影响较大，通过体外模拟细胞内涵体pH值的变化，在酸性环境下，pH4.0时载体材料在溶液中的粒径最大，约在500nm左右；而在pH7.0时粒径最小，约为100nm左右。在不同pH值下，阳离子改性淀粉均带正电荷，为与DNA结合提供了保障。以经试剂盒方法提取获得的pAcGFP1-C1质粒DNA为模型基因，分别与不同分子量、取代度的阳离子改性淀粉结合，制备出阳离子改性淀粉/DNA传递系统，考察了N/P摩尔比和淀粉溶液pH值对阳离子改性淀粉/DNA传递系统性能的影响。结果显示，传递系统中N/P摩尔比越大，改性淀粉与DNA之间的结合程度越好；在低pH环境下，传递系统能够稳定存在，其结构的紧密程度与淀粉溶液的zeta-电位相关，即zeta-电位越高，紧密程度越好，经激光光散射分析，传递系统的平均粒径为300nm以下，其随着zeta-电位的增大呈现减小的趋势。经原子力显微镜和透射电镜观察，阳离子改性淀粉/DNA传递系统在不同N/P摩尔比条件下具有规则球体、不规则多边形以及粒子表面存在数量不等突出等不同的形貌特征的纳米粒子，揭示了电荷数量与阳离子改性淀粉及其与DNA之间形成的复合体形态和性质的关系。在此基础上，考察了阳离子改性淀粉的分子量、取代度和N/P摩尔比对阳离子改性淀粉/DNA纳米传递系统保护DNA的能力以及在模拟体液和溶菌酶溶液中的稳定性。采用强阴离子物质释放出被阳离子改性淀粉包裹的DNA并进行琼脂糖凝胶电泳，电泳结果显示，在实验的分子量范围内，分子量越大的阳离子改性淀粉，形成的纳米传递系统结构越不容易松散，对DNA的保护能力越强；随着改性淀粉分子量和取代度的升高，其形成的纳米传递系统的抗DNase I能力、抗溶菌酶能力越强，在模拟体液中的稳定性也越好。本文通过调控淀粉分子的分子量与阳离子取代度，针对阳离子改性淀粉的分子结构、带电情况与DNA分子间静电作用的特点，系统地研究了阳离子改性淀粉的分子量、取代度、阳离子改性淀粉溶液pH值和N/P摩尔比对阳离子改性淀粉/DNA传递系统的载DNA能力、平均粒径和稳定性能的影响规律，建立了不同结构特征的阳离子改性淀粉/DNA传递系统。研究结果将促进淀粉基因载体材料及其基因传递系统的应用与发展，并为开发符合临床需求的基因治疗手段所需求的淀粉载体系统提供技术支撑与依据。