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本发明涉及生物医用高分子材料技术领域,尤其涉及一种抗肿瘤聚氨基酸及其制备方法、应用。所述聚氨基酸具有式(I)所示结构:其中,5≤n≤200,R1具有式(Ⅱ)、式(Ⅲ)或式(IV)所示结构,R2具有式(V)、式(VI)、式(VII)或式(VIII)所示结构。本发明提供的聚氨基酸可以靶向肿瘤细胞的细胞核,并与核内DNA发生相互作用引起肿瘤细胞死亡。本发明提供的聚氨基酸可以将多种癌细胞存活率抑制到25%以下。