微胶囊是由壳材料包覆液体、固体或气体的核而形成的微型容器,其结构对包载的活性物质起到了保护、分离以及释放的作用,在药物释放、食品、生物传感器、生物医学以及化妆品等领域可用作载体。但其脆弱的组成部分使其容易受到高温、化学和外力等恶劣环境的破坏。同时在制备过程用强酸溶解无机核或者使用交联剂或有毒试剂,使得最终产品产率低和力学性能差的同时还易残留有毒物质,影响包载物的装载率、稳定性、释放速率及体内应用效果。因此,如何克服这些缺点且通过无复杂化学反应和简单操作即可得到壳壁厚和通透性可控、力学性能优异和生物相容性好的核壳结构微胶囊是需要攻克的难题。丝蛋白是一种具有良好生物相容性的天然蛋白,其在药物传递系统、化妆品、食品和组织工程等领域已得到广泛应用。以丝蛋白为壁材制备微胶囊已有报道,但仍存在微胶囊壳力学性能差和装载率低等不足。Pickering乳液是指一种由固体颗粒吸附在油水界面而形成的乳液。与传统小分子表面活性剂稳定的乳液相比,Pickering乳液以其较强的界面稳定性和较小的毒性,常作为制备微胶囊的模板。但以此为模板制备微胶囊的过程中,往往需要发生聚合反应或化学交联,从而影响了其生物相容性。本文以二氧化硅纳米颗粒稳定的Pickering乳液为模板,并通过在其油水界面中引入具有双亲性的丝蛋白制备了以二氧化硅/丝蛋白为复合壳的微胶囊,通过研究成壳的机理、壳的通透性以及壳的力学性能,为进一步研发多功能丝蛋白基微胶囊打下了基础。首先,通过扫描电镜和荧光显微镜观察了微胶囊的形貌,发现纳米颗粒的尺寸和浓度、丝蛋白的浓度及后处理条件均会影响微胶囊的壳结构,进而优化了制备微胶囊的条件。通过改变丝蛋白和纳米颗粒的浓度,采用经FDA批准的药用辅料聚乙二醇诱导丝蛋白二级结构转变并辅以冷冻干燥技术,得到了具有不同壳厚度（～50-405 nm）和较高油相封装能力（53.8-77%）的微胶囊干粉,改善了以吐温80乳液为模板制备的丝蛋白微胶囊在冷冻干燥的过程中壳容易破碎从而使油相泄露的不足。随后研究了该微胶囊对疏水药物（姜黄素和奥氮平）的封装和释放,均表现出了较高的装载率（姜黄素:18.9-50.9%,奥氮平:75.6-92.3%）,装载率比吐温对照组高11.5倍,并通过调控壳体的厚度有效控制了药物的释放速率。与以吐温80乳液为模板制备的丝蛋白微胶囊相比,该微胶囊显著提高了对疏水药物的装载率和封装效率并延缓了其释放速率,证明了二氧化硅/丝蛋白微胶囊在药物缓释领域具有良好的应用价值。另外,采用喷雾干燥技术显著提高了二氧化硅/丝蛋白微胶囊的产率（＞81%）。当丝蛋白和二氧化硅质量比为7:20时,且微胶囊具有较厚的壁（～800 nm）和优异的力学性能（弹性模量为95.2 MPa,剪切强度为2.7 GPa）,比以吐温80乳液为模板制备的丝蛋白微胶囊的力学性能高约4.5倍,且得到的微胶囊具有质轻（载药后密度为0.089-0.163 g/cm3）和低引湿性（2.6%）的特点以及合适的肺部给药空气动力学直径（2.5-3.2 μm）。通过体外模拟测试,该微胶囊具有极高的排空率（＞94.1%）和肺部有效沉积率（45.9%）。为了深入研究二氧化硅/丝蛋白微胶囊壳的力学性能以及在其他领域的应用潜力,通过调控微胶囊的壳厚和所占比例,赋予了聚二甲基硅氧烷（PDMS）/碳纳米管（CNTs）基体可控的力学性能和灵敏的传感性能。与不含微胶囊的CNTs/PDMS传感器相比,添加中空微胶囊后,在此压力区间（0-100 kPa）,传感器的灵敏度提高了 3-16倍,而且具有较快的响应时间（0.097 s）。综上所述,本研究提出了一种绿色安全、无需复杂反应、可重复性高、可规模化制备微胶囊的方法。以Pickering乳液为模板避免了以传统表面活性剂为模板制备微胶囊带来的一系列弊端。无机组分和有机材料的复合,辅以聚乙二醇后处理及特定的干燥技术,成功解决了微胶囊制备过程繁琐和性能不足等问题,对药物的包埋和释放具有重要意义。通过探索微胶囊在肺部给药的应用潜力,为设计新型肺部给药制剂提供了可行性依据。最后,首次将丝蛋白微胶囊引入PDMS基体中来调控传感器性能,为制备高灵敏度以及具有良好生物相容性的体内生物传感器提供了新的选择。