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具有纳米结构的空腔微球或胶囊具有密度低、过滤性好、特殊极性及光学性质，广泛应用于医学、制药学、材料科学等领域。层层自组装技术(LbL)是一种新型的制备空腔微球的方法，它以表面带有电荷的胶体粒子做模板，交替组装高分子聚电解质和/或表面带电荷的无机纳米颗粒，经热处理或溶剂溶解去除模板，得到空腔球体。通过LbL技术制备出的空腔微球，其优势在于：大小与形貌由中心球体所决定；通过调节壳层的结构、尺寸及成分，可实现对其光学、电学、磁学、催化性质的大范围裁剪。
本文采用层层自组装技术制备空腔微球或胶囊，并将其用作水溶性的染料分子、药物和磁性纳米Fe3O4粒子的载体，着重研究其缓释行为。主要包括以下几部分内容：
制备了粒径从几十个纳米到几个微米的单分散、窄分布的胶粒，包括MF微球、SiO2微球、聚乙烯(PS)微球，为层层自组装技术构建纳米结构的空腔微球提供了良好的中心胶粒模板。
提出了以PS微球为模板，用粒径分别为10nm、20nm和40nm二氧化硅纳米颗粒组装在PS模板上，通过煅烧去除模板，制备不同孔径、不同壁厚的中空的SiO2微球的新方法。N2等温吸附-脱附测出空腔SiO2微球(10nm和20nm)的平均孔径和比表面积分别为11nm、282.71m2g-1和15nm、158.17m2g-1。在相同的吸附循环次数的前提下，随着组装的纳米SiO2颗粒的粒径增大，复合微球的粒径增大，空腔硅球的壁厚增加，中心粒子热分解的活化能增大。该空腔SiO2微球可实现菁染料紫的微胶囊化，具有明显的缓释性。
以MF微球为内核模板，利用层层自组装技术制备了PDDA/PSS聚电解质胶囊。利用胶囊壁的可调控渗透性，将水溶性的抗癌药物多柔米星，或多柔米星和磁性Fe3O4纳米粒子，装载到胶囊内，制备了新颖的多柔米星聚电解质载药胶囊及磁性多柔米星聚电解质载药胶囊。两种胶囊均对药物有明显的缓释性，外界溶液的pH值的降低和盐浓度的升高会影响到药物的包封和释放行为。磁性多柔米星聚电解质载药胶囊的载磁量最高可达60.74﹪。磁性粒子分布在胶囊的内腔和壳层中，且含磁胶囊具有良好的磁响应性。
提出了以粒径小于200nm的SiO2微球为模板，制备PAH/PSS聚电解质胶囊的新方案；并将多柔米星装载在其内，制备了粒径较小的载药聚电解质胶囊。药物的包封率随包封环境的pH的下降和盐浓度的升高而增加；而缓释环境中pH的下降和盐浓度的升高会提高药物的释放率。其对裸鼠移植性人肺癌的疗效的研究表明，其抑瘤作用远优于常规的多柔米星制剂。
设计了以聚电解质多层膜作为纳米反应器制备铁氧化物中空微球的新路线。PSS可与Fe3+生成复合物;并与PDDA交替吸附在高分子微球外；高温热处理将中心去除，生成中空的氧化铁微球。TEM说明，中空微球具有单分散性；XRD说明纳米颗粒的组分是α-Fe2O3，具有7nm的中孔。将生成的中空α-Fe2O3微球在光学透明玻璃电极上(OTE)成膜后作为工作电极，以银-氯化银电极为参比电极，铂电极为对电极，采用时间-电流法进行测试时，发现在紫外灯开启和关闭的情况下，该中空α-Fe2O3微球组成的薄膜具有灵敏的光电催化活性。
以ZnO微球为模板，鱼精蛋白和葡聚糖为壁材，装载多柔米星药物，制备得到了新颖的具有生物相容性的多柔米星载药胶囊。ZnO微球的粒径在200nm左右，具有良好的单分散性。ZnO微球具有5nm左右的中孔，可作为装载荧光素的载体。采用HAC溶液去除ZnO模板后，可生成由鱼精蛋白和葡聚糖组成的胶囊，该胶囊对多柔米星具有缓释性。