细胞具有独特的生物功能,在工业生产应用方面有着很大的应用。从大自然中得到启发,将细胞封装在纳米材料中的细胞表面纳米功能化技术,能够将细胞的生物功能和纳米材料的纳米功能杂化结合在一起,不仅能够增强细胞的稳定性,而且赋予细胞新功能。但是,由于弱相互作用力和纳米材料的复杂性,发展出一种稳定且普适的细胞包埋技术成为了细胞表面纳米功能化应用的重大需求。点击化学是通过小单元的拼接,快速可靠地合成复杂化合物的化学反应,是大自然合成天然产物和生物的主要方法。本论文利用以苯硼酸和多糖之间的点击反应实现了酵母细胞表面无机纳米壳层的自组装合成。该纳米壳层具有开放结构,有利于物质传输,同时可以增强酵母细胞在恶劣环境下的抵抗力,如防高温、抗紫外辐射、防溶菌酶、抗高渗透压和长时间保存等。除此之外,本论文还详细研究了无机纳米壳层赋予酵母细胞的新功能,如动态可逆包埋和细胞行为检测。具体内容如下:首先,本论文选择介孔二氧化硅小球,实现其在酵母细胞表面的功能化。我们将介孔二氧化硅小球表面修饰苯硼酸基团,通过与酵母细胞表面的多糖进行点击结合,促使介孔二氧化硅小球在其表面自组装成纳米壳层。该纳米壳层是展现出很好的葡萄糖扩散性,且相对纯细胞,极大地提升了酵母细胞在恶劣环境的稳定性,如紫外辐射环境下保持了96?1%的活性。介孔二氧化硅小球纳米壳层在增加或去除葡萄糖的条件下,展现了在细胞表面解离或重组装的动态可逆包埋过程。其次,本论文选择石墨烯材料,实现其在酵母细胞表面的功能化。我们利用苯硼酸与酵母细胞表面多糖的点击反应,在其表面修饰氨基基团,并诱导石墨烯材料在细胞表面自组装成纳米壳层。该纳米壳层具有独特的放射状开放结构,很好地保持了细胞活性,并且在恶劣条件下保护酵母细胞,增强了其稳定性,如长时间无营养条件下8天后仍然保持初始活性的82?4%。我们通过引入金纳米颗粒对细胞外石墨烯壳层进一步改性,使酵母细胞电阻值从1.57兆欧姆降低到0.38兆欧姆,增大细胞导电性。此外,我们也通过电化学工作站测试电流值,实时检测了酵母细胞在乙醇和苯甲醛溶液中的刺激响应行为。通过以上研究证明,基于苯硼酸的点击化学细胞包埋方法具有简易、快速、温和和良好生物适应性等特点,能够快速有效地促进无机纳米材料与细胞之间产生共价键,形成稳定的纳米壳层。该方法在细胞表面纳米功能化的发展和细胞智能操控领域中拥有很好的应用前景和研究价值。