序列单分散聚合物,是一类具有单一分子量且序列结构精确可控的高分子。生物大分子,包括DNA、蛋白质等,是最为典型的单分散聚合物,也是自然界重要的组成部分。从1963年至今,人们已经发展出了几种典型的单分散聚合物的合成策略,例如固相合成法、指数增长法、单元插入法、逐步迭代法等。然而,这些方法仍然存在着很多不足之处,例如提纯复杂、收率低、序列结构可控性差、独立活性的官能团引入困难、所得聚合物水溶性不良等,导致目前仍然难以大量获得理想结构的序列单分散聚合物。主链带正电荷的聚合物具有良好的水溶性,可以与带负电的生物大分子产生电荷相互作用,使其在基因转染及药物传递等领域发挥强大的作用。然而,由于合成、纯化以及表征的困难,阳离子序列单分散聚合物的合成这一研究领域,目前仍无人涉足。为了解决以上问题,本论文设计并建立了一种极性反转策略,通过交替进行门舒特金反应和铜催化的叠氮-炔点击反应,合成阳离子序列单分散聚合物,并对产物进行核磁氢谱、核磁碳谱、凝胶渗透色谱、傅里叶红外光谱、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱等表征来验证其单分散性。通过变换单体结构以及控制迭代反应过程,本论文成功设计并调控了聚合物的分子量、末端基团、侧链活性基团、主链碳链及拓扑结构等性质,产物最多可以拥有24个聚合单元、4500分子量、6种侧链基团以及5种主链骨架。门舒特金反应与叠氮-炔点击反应在温和的反应条件下均可以在数小时内达到100%的反应程度,同时单体与聚合物的极性差异极大,因此可以使用简单的沉淀方法来对产物进行提纯。本论文的合成方法摆脱了固相基底以及保护基团、实现了克级别的合成并拥有极高产率（每步反应平均产率大于95%）。对侧链及末端活性基团可进行进一步改性,以引入其他官能团或高分子链段。通过阴离子交换的方式,本论文克服了阳离子聚合物无法进行质谱检测的难题,从而获得了可分析图谱,并对碎片峰产生机理做出了分析。无需回溯聚合物反应历程或进行复杂的计算,仅从质谱谱图即可推断出聚合物结构及序列顺序,这表明这种序列单分散聚合物在信息编码及解码领域有着巨大的应用潜力。本论文还对聚合物进行了初步的细胞毒性及基因转染测试。结果表明在低浓度下本文合成的阳离子序列单分散聚合物毒性极低,其基因转染效率与聚合物分子量成正相关,通过控制浓度和结构可达到接近完全转染,证明其拥有良好的生物应用潜力。