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近年来，随着人们对健康问题的日益关注，具有良好生物相容性、特殊功能以及可控尺寸的高分子微球的制备及其在生物医药领域的应用逐渐成为最受重视也是发展最为迅速的一个研究方向。目前用于制备高分子纳米微球的方法很多，如嵌段共聚物的自组装、微乳液聚合等，然而这些方法不可避免地需要使用有机溶剂以及表面活性剂，同时也可能需要如超声或乳匀等剧烈的分散手段，从而大大限制了此类方法在生物医药领域的应用。在这一背景下，本领域的研究热点逐渐转向以环境友好的水溶性高分子，特别是具有良好生物相容性的聚电解质(如壳聚糖，海藻酸，聚赖氨酸等)为主要材料的高分子微球。而且在制备方法上也根据材料的特点，主要在水相中进行，同时减少高毒性有机溶剂和表面活性剂的用量。另外，为了进一步开发具有新型功能的高分子纳米材料以满足特殊的要求，将高分子微球与其它功能材料相复合形成复合纳米微球也是该领域的一个研究热点。其中高分子-无机复合纳米微球更是由于兼有高分子和无机纳米材料两者的优势，既拥有高分子材料的可塑性和生物相容性，又具备无机物的刚性、磁性以及特殊的光电性能，因此近年来倍受关注。
在本论文中，我们以具有良好生物相容性的天然聚电解质大分子为主要高分子材料，结合其自身特点发展了不同的方法制备出尺寸可控的稳定存在的聚电解质微球，又通过与无机物复合制备了聚电解质-无机复合微球，研究并展示了这些具有良好生物相容性的微球在生物医药领域的潜在应用。围绕上述主要内容，本论文开展了以下五个方面的研究工作：
(1)我们选用带负电的生物相容性天然大分子海藻酸(ALG)和带正电的甲基丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯(DEA)单体作为起始原料，通过引发DEA单体聚合的方法在水溶液中制备尺寸可控的，具有单分散性的，表面为电负性的海藻酸-聚甲基丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯(ALG-PDEA)纳米微球。用Ca2+交联显著提高了纳米微球对高盐浓度以及高pH值环境的耐受能力。将抗肿瘤药物羟基喜树碱成功的负载于ALG-PDEA纳米微球之中，不仅保持药物的抗肿瘤活性，同时具有缓释效果。
(2)我们以表面带负电的ALG-PDEA纳米微球为反应体系，首先利用与PDEA的静电作用将AuCl4-吸附在微球内部，接着以海藻酸为还原剂将金盐原位还原为金纳米颗粒，简单高效地制备了ALG-PDEA-Au复合纳米微球。制得的复合微球具有与空白ALG-PDEA微球相似的尺寸，单分散性和良好的生物相容性，并且在金含量不高的情况下具有良好的稳定性。复合微球细胞可用于负载抗肿瘤药物盐酸阿霉素，并且在细胞显微成像上得到初步应用，展示了以载药ALG-PDEA-Au复合微球为平台，构建集药物输送、检测成像多功能于一体的高性能纳米载体的可行性。
(3)我们以带正电的低分子量水溶性壳聚糖(LWCS)和带负电的小分子乙二胺四乙酸(EDTA)为原料，以非溶剂辅助络合法制备了表面带正电荷的LWCS-EDTA纳米微球。其中EDTA不仅是构建微球的组分之一，同时可以将加入的氯金酸盐在微球内原位还原，简单高效地制备了负载有金纳米颗粒的壳聚糖(CS-Au)微球。这种方法无需繁琐的分离纯化，便能够有效地确保每一个微球内部都负载有金纳米颗粒，同时分散介质中没有散落的金颗粒。所得的复合微球具有良好的尺寸可控性，在广泛的pH范围内都具有较好的稳定性。
(4)我们将表面带正电荷的金纳米棒引入CS-EDTA的混合溶液中，利用非溶剂辅助静电络合法，成功的将金纳米棒引入壳聚糖微球内部，制备出稳定的壳聚糖-金纳米棒(CS-ROD)复合纳米微球。复合微球具有良好的生物相容性和尺寸可控性，并且可以作为药物载体用于负载抗肿瘤药物顺铂，同时利用金纳米棒赋予复合微球的光学性质，复合微球不仅可以用于生物成像，还可作为高效的光热剂用于激光诱导热疗。因此，CS-ROD复合微球是集抗肿瘤药物输送，肿瘤细胞检测成像以及近红外光诱导热疗多种功能于一体的多功能纳米载体，对于构建新型多功能高分子纳米输送体系具有重要意义。
(5)我们以天然两性聚电解质大分子明胶为主体，通过直接混合法首次制备了尺寸可控的明胶-多钼酸盐(Gelatin-MO)复合纳米微球。体外细胞毒性实验和动物实验结果都显示制备的Gelatin-MO复合纳米微球比多钼酸盐自由药具有更明显的抗肿瘤活性，充分显示了抗肿瘤药物纳米载体的优势。
我们以具有良好生物相容性的海藻酸，壳聚糖，明胶三类天然聚电解质大分子为主要材料制备了纳米微球，研究内容涵盖了阴离子型聚电解质，阳离子型聚电解质和两性聚电解质大分子，并根据实验数据对微球的形成机理进行合理的解释，对今后聚电解质复合物微球的研究工作具有一定的指导意义。此外，通过将无机材料引入聚电解质微球中，赋予了高分子微球特殊的性质。实验结果很好地展示了所得聚电解质-无机物复合纳米微球在生物医药领域的潜在应用价值。