Layer-by-Layer （LbL）自组装微胶囊在药物传输、生物传感器、微反应器、食品和表面涂层等领域具有许多潜在的应用价值。而在这些领域的应用，要求微胶囊具有生物相容性、可降解性、适当的机械强度以及响应性能。但传统合成阳离子聚电解质具有细胞毒性，并在酸碱环境中稳定性差，因此，真正能够满足上述要求的微胶囊极其难得。本论文使用具有突出机械强度的天然生物大分子—蚕丝蛋白，通过LbL自组装制备生物可降解微胶囊，详细研究其pH响应性能、渗透性和机械强度，对微胶囊在生命科学领域的应用具有重要意义。同时，使用天然蚕丝蛋白，在机械力作用下，首次成功制备了高度有序排列、自发性形成具有包裹功能的“微泡”微结构，对疏水性聚合物、水溶性大分子以及纳米颗粒均具有良好的包裹作用，为固体传输、液相药物传递提供了一种新型的途径。本论文基于静电作用力LbL自组装，成功制得极其稳定并且具有pH响应性能的改性蚕丝蛋白微胶囊。改性蚕丝蛋白微胶囊囊壁厚度随着组装层数的增加而呈指数模式上升，微观粗糙度亦随着厚度的增加而显著上升；同时，提高组装溶液浓度将明显影响吸附量，导致囊壁厚度和粗糙度增加。与传统合成聚合物LbL自组装微胶囊仅在中性条件下保持稳定形成鲜明的对比，使用零长度交联剂1-乙基-3-（3-二甲基氨丙基）碳化二亚胺盐酸盐（EDC）进行交联作用的改性蚕丝蛋白微胶囊，在强酸（pH1-2）和强碱（pH11-12）环境下，具有突出的稳定性，可保持完整、均一的形态。更值得注意的是，当pH低于2.5或高于11.0时，改性蚕丝蛋白微胶囊表现出显著的pH响应性能，最大润胀体积可达到800%，在多次pH往复处理过程中，微胶囊显示出良好的润胀/收缩可逆性，且无任何变形。此外，微胶囊囊壁的形貌也随pH的改变而发生明显的变化，当pH为1.5和11.5时，相对于中性条件下，囊壁厚度增加了3倍，微观粗糙度也同样上升了～2倍。改性蚕丝蛋白微胶囊的渗透性，可通过囊壁双层层数、组装溶液浓度、pH环境实现有效精确的调控。随着双层层数、组装溶液浓度的增加，最大可渗透葡聚糖（Dextran）分子量显著减小。微胶囊pH响应的润胀/收缩特性，同时也导致了囊壁pH可逆的渗透性能，可以实现蚕丝蛋白微胶囊对大分子物质的可控性包裹和缓释性能。进一步，通过FRAP定量测定改性蚕丝蛋白微胶囊的扩散系数。不同pH值条件下，扩散系数发生显著的变化，pH5.5时为8.5x10-12cm²/s，而在酸性（pH2.0）和碱性（pH11.5）条件下，分别增加到3.4x10^-10cm²/s和1.8x10^-10cm²/s，提高了两个数量级；此外，微胶囊扩散系数随着囊壁双层增加而上升，而交联反应时间对其基本无影响。当被渗透药物模拟物葡聚糖分子量增加时，由于其水合半径升高，相同条件下，扩散系数降低。使用聚乙二醇包裹的超顺磁性氧化铁纳米颗粒（PEG-coated-SPIOs）对改性蚕丝蛋白微胶囊进行磁性修饰，SPIOs均匀地吸附于囊壁表面，吸附量高、分散性好、微胶囊保持稳定的形状，并在外加磁场中，表现出良好的磁响应性能，对微胶囊在药物传输领域的定位具有重要作用。通过原子力显微镜力测试模式（force volume）测定改性蚕丝蛋白微胶囊的机械性能。干燥状态下，改性蚕丝蛋白微胶囊的Young’s模量在1.1-1.8GPa范围内，而将微胶囊置于液相中，由于囊壁吸水润胀，其机械强度急剧减弱，降低至～10MPa，减少了将近两个数量级。并且，微胶囊表现出pH响应的机械强度，当pH低于2.5或高于11.0时，微胶囊弹性模量由中性条件下的～8.5MPa，显著下降为0.6MPa和0.4MPa，降低了一个数量级。此外，囊壁的弹性模量随着交联反应时间的延长而增加。本论文使用天然蚕丝蛋白薄膜，首次建立了一种创新的自包裹方法。由光刻与等离子干法刻蚀技术，将聚苯乙烯（PS）-蚕丝蛋白多层薄膜制成尺寸在微米范围内的图案（pattern），在限制性溶剂扩散溶解PS的过程中，由于机械作用力，自发形成“微泡”结构，通过拉曼散射光谱表征，证明“微泡”为被溶解的PS所填充，说明蚕丝蛋白自包裹“微泡”结构成功的实现了对PS的包裹。每个蚕丝蛋白图案上所自发形成的“微泡”的数量与形状可通过图案厚度和尺寸进行有效的控制。此自包裹体系，不仅实现了对大量微存储结构高度有序的排列，并且能够有效地包裹疏水性聚合物、水溶性大分子以及纳米颗粒，为固态传输、液相药物传递和生物工程等领域的应用提供了一种新型的途径。