陽離子脂質的頭部大都包含胺類基團（除一種脂質含脒基外），從簡單的氨基到被甲基或*團取代的季銨鹽。陽離子脂質的極性頭起著脂質體與DNA、脂質體-DNA復合物與細胞膜或細胞內其它組分相互結合的作用。在陽離子膽固醇衍生物中，帶有叔胺基團的陽離子膽固醇化合物比季銨鹽化合物有更高的轉染活力，并且毒性小得多。帶有多價極性頭基團或具有多個正電荷極性頭的陽離子脂質體轉染效率較高，這可能是因為它與DNA的結合較牢固。

連接鏈的長度能影響陽離子納米脂質體與粘膜表面的相互作用，從而影響轉染活力。一般來說，帶有長連接鏈的陽離子納米脂質體能明顯增強與粘膜表面的相互作用，轉染效率高。

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