细胞是组成生物体的基本结构和功能单元,对于生物体的生命活动具有重要意义。虽然细胞的发现已有几百年的历史,并于2013年获得了诺贝尔生理学奖,聚德霍夫等人揭示了细胞内囊泡运输调控机制。尽管如此,细胞的一些行为对于人们来说仍然是神秘的,比如植物细胞的光合作用,细胞间的信号传输,新陈代谢等。因此,人们期望通过对细胞行为功能的模拟来进一步认识细胞,了解细胞。反之也通过对细胞的认识了解,去指导一些组织再生材料的设计。微胶囊具有与细胞相当的尺寸、能够控制芯材释放、延长存储期、调控膜的透性便于携带和运输、易于降解等功能,这些功能使微胶囊在不同领域中得到了广泛应用。基于此,由于微胶囊在细胞仿生方面显示巨大的优势,而真实细胞的融合过程复杂,很难利用真实细胞研究细胞融合过程。因此本论文利用装载水凝胶的蛋白质胶囊形成的微球之间的互相渗透融合过程模拟细胞的融合过程,以此加强对细胞融合过程的了解。首先,牛血清白蛋白进行氨基化处理。N-异丙基丙烯酰胺单体进行可逆加成-断裂链转移聚合得到端基是巯基噻唑啉的聚合物。然后二者经反应得到蛋白质-聚合物耦合体。蛋白质胶囊是由蛋白质-聚合物耦合体构建而成,其具备良好的生物相容性、温度敏感、以及可设计性等优势。蛋白质胶囊具备与细胞相似的结构,蛋白质-聚合物构筑基元的两亲性质使得蛋白质胶囊很容易经皮克林乳液法自组装而成,制备方法简便且产率高。由此选择蛋白质胶囊作为细胞仿生的基本模型。细胞融合的实现需要驱动力,因此将蛋白质胶囊选择细胞仿生的模型之后,需要寻找促使胶囊融合的动力。选择蛋白质水凝胶填充蛋白质胶囊,蛋白质水凝胶是由氨基化蛋白质以及醛基化葡聚糖交联而成。因此蛋白质水凝胶内部包含大量的动态的希夫碱,得到的产物不仅具备自治愈性能,同时将其包载到蛋白质胶囊内部还赋予蛋白质胶囊融合的动力。除此之外,构成蛋白质胶囊的蛋白质与构成水凝胶的一致,因此,蛋白质胶囊里面的蛋白质部分同样参与了水凝胶反应,使得蛋白质胶囊与水凝胶具备均一性。本课题不仅实现了细胞融合过程的模拟,同样也进行了细胞融合过程的调控。通过在蛋白质胶囊内部包裹葡萄糖及葡萄糖氧化酶来加速融合,在蛋白质胶囊表层覆盖肉桂醛来阻碍融合的进行。