自然界中，甲壳素广泛存在于低等植物菌类、虾、蟹、昆虫等甲壳动物的外壳、真菌的细胞壁等。壳聚糖是甲壳素经过脱乙酰作用得到的阳离子聚合物，在酸性水溶液中可与聚阴离子化合物（如肝素、海藻酸钠、羧甲基甲壳素等）相互作用，形成聚电解质复合物。
由于壳聚糖分子中存在羟基和氨基，通过化学改性，可在重复单元上引入不同基团，从而赋予其更多的功能。如壳聚糖作为缓释材料进入人体后，需要消耗一定的胃酸才能溶解，而经化学改性制备成水溶性的壳聚糖衍生物则可克服其不足。壳聚糖的化学改性方法很多，包括酰化反应、烷基化反应、羧基化反应、酯化反应、季铵盐反应、接枝反应、交联反应、硅烷化反应和水解反应等。其中，通过羧基化反应，在壳聚糖中引入羧基，不仅能得到完全水溶性的高分子，更重要的是能得到含阴离子的两性壳聚糖衍生物。
壳聚糖的羧甲基化反应同时发生在羧基和氨基上，羧甲基取代顺序是6－OH＞3－OH＞－NH 2 。由于氨基与羟基的竞争反应，羧甲基壳聚糖衍生物基本是N、O－羧甲基壳聚糖衍生物，主产物为O－羧甲基壳聚糖。若需制备取代位置明确的羧甲基壳聚糖，可以先将氨基保护起来，再进行羧基化反应，制得O－羧基化壳聚糖；或直接采用含有醛基的羧酸与壳聚糖反应，使醛基与氨基发生希夫碱反应，最后用NaBH 4 还原，得到 N －羧基化壳聚糖。
酶是具有生物催化功能的生物大分子，即生物催化剂。绝大多数的酶都是蛋白质，也有极少部分的酶由RNA类的核酸构成。酶作为生物催化剂，具有不同于一般催化剂的独特性：
①高效性。酶能使生化反应以极快的速度进行，酶催化反应的速率比非酶催化反应的速率高10 8 ～10 20 倍；
②温和性。高温、高压、强酸、强碱和紫外线等都容易使酶失去活性（不稳定性），所以酶的催化作用需要在比较温和的条件下进行，如常温、常压、接近中性pH等；
③酶的催化
活性可被调节控制。调控方式有酶浓度调节、酶活性调节（激素、反馈抑制、抑制剂和激活剂调节）等；
④具有高度专一性。根据酶的底物专一性可分为结构专一性和立体异构专一性。常用于制备高分子凝胶的酶催化剂有谷氨酰胺转氨酶（TG酶）、酪氨酸酶、辣根过氧化物酶等。