细胞表面壳化是利用各种物理、化学等方法在生物细胞表面沉积有机、无机或者有机无机杂化壳,继而使得生物细胞获得新的功能的一种细胞表面改性技术。随着纳米材料科学技术的发展,细胞表面壳化的研究已经渗透到生物医学、环境科学等多个领域。通过层层自组装技术和生物仿生矿化原理,以三种不同类型的微生物细胞(大肠杆菌,金黄色葡萄球菌和啤酒酵母)作为生物模板制备多层聚电解质薄膜后控制碳酸钙外壳的结晶,表征分析不同细胞表面碳酸钙晶型晶貌的差异;以同样的原理和方法在癌细胞表面制备多种聚电解质膜和碳酸钙壳,研究癌细胞表面多种壳化条件的优化、壳化层物理化学性能表征、壳化对癌细胞生理功能的影响机理以及壳化在癌症治疗中的效能评价等;随后制备了壳聚糖-甘油磷酸钠(C/GP)温敏性水凝胶,研究C/GP水凝胶外壳对癌细胞和正常细胞迁移性能和生理活性的影响。结果表明,在三种微生物细胞表面成功合成了碳酸钙纳米粒子,然而碳酸钙的晶形和晶貌是不同的:革兰氏细菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)表面诱导形成颗粒状碳酸钙晶体,而酵母细胞表面诱导形成层状碳酸钙晶体,未包裹聚电解质的三种细胞表面碳酸钙的主晶为球霰石和文石,包裹聚电解质膜后,碳酸钙的方解石晶型明显增加;癌细胞表面的聚电解质膜和碳酸钙壳均能抑制癌细胞的生理活性、影响癌细胞粘附、变形、侵袭以及迁移等运动能力,分子生物学实验结果表明癌细胞表面壳化对小G蛋白的表达影响较小,但是能使癌细胞的金属基质蛋白酶分泌增加;制备出的C/GP复合物水凝胶具有良好的温敏特性,划痕实验结果显示凝胶壳可明显抑制癌细胞的迁移,活死细胞染色结果表明凝胶壳可抑制癌细胞生理活性,但对正常细胞(小鼠成纤维细胞)的生理活性影响较小,故可以作为癌细胞与正常细胞的初筛。综上所述,细胞表面壳化技术操作简单易行,且无需昂贵的设备,均能使细胞获得新的功能,扩展了细胞应用领域,为晶体生长和材料制备提供了新的理论基础;且我们还发现表面壳化技术能有效地抑制癌细胞的一些生理活动且无需昂贵的抗癌药物,在增加治疗效果的同时减少对正常组织的毒性、避免耐药性的产生,这也为临床上的诊断和治疗提供了一些证据,有望成为新的癌症治疗手段。