目前利用生物体(酶、DNA、细胞)与纳米粒子结合制备复合仿生材料受到越来越多的关注。硅藻和鸡蛋具有在有机基底进行无机材料的成核和组装的能力,使生物体能够形成具有取向性、固定外形、精密对称的完美的无机结构。但是要在细胞表面进行材料修饰制备复合仿生材料,面临很多难题。细胞表面修饰经常是采用精密且复杂的方法,如利用新陈代谢和基因工程引入非生物官能团。虽然这些方法已经朝实现生物相容性改进,但是直接插入功能基团对细胞膜的影响仍然存在。层层自组装技术(Layer-by-Layer, LbL)通过静电相互作用、氢键结合、疏水作用,成功吸附高分子聚合物或者纳米粒子层,被广泛应用于制备有机杂化微囊。通过调节各种参数如pH、离子强度、温度、浓度,可以影响LbL膜的完整性和机械强度。选择生物细胞作为模板,利用层层自组装技术对细胞进行聚电解质壳或聚电解质杂化纳米材料层包埋,能够使细胞新陈代谢研究处于单细胞水平。层层自组装技术由于成膜驱动力种类较多和相互作用的非特异性,可以轻易地将生物功能大分子、导电聚合物、感光聚合物、磁性纳米材料引入到薄膜中去,形成具有生物功能、导电功能、光活性和磁性的功能细胞。但是阳离子聚电解质存在一定的细胞毒性,大肠杆菌细胞对聚电解质尤其敏感,目前利用合成聚电解质对大肠杆菌进行单细胞包埋的研究较少。本课题正是基于这一新颖的设计理念,选用PDDA和PSS在大肠杆菌细胞表面进行层层自组装包裹半透性薄膜,再通过静电相互作用结合二氧化硅纳米材料制备人造细胞。为了降低聚电解质对大肠杆菌的细胞毒性,减少PDDA和PSS的浓度在细胞表面的沉积次数。本文重点研究了包裹在细胞表面的薄膜和杂化外壳对细胞的表面形貌的影响,以及细胞的生长和衰亡情况,取得了重要的研究进展。被PDDA包裹的大肠杆菌细胞仍保持一定的细胞活性,且二氧化硅外壳能够保护细胞在高渗透压的环境中维持原始的细胞形态。本课题研究有益于拓宽聚电解质在细胞表面层层自组装的应用领域,为合成聚电解质在大肠杆菌细胞表面的层层自组装技术的应用提供了参考。