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磁性纳米材料是20世纪70年代后逐渐产生、发展起来的新型纳米材料,广泛应用于生物医学、磁性共振成像、催化、环境治理、生物分离以及生物传感等诸多科学领域,被称为面向21世纪的新型材料。磁性纳米材料具有粒径小、比表面积大、磁性性能优良等不同于常规磁性材料的特性,因此得到众多研究者的青睐。但是,相比其他的纳米材料而言,磁性纳米材料也有其自身的弱点,更易被氧化或团聚,因而磁性纳米材料的表面修饰改性成为研究的热点。表面修饰改性是指用化学、物理方法对粒子表面进行处理,有目的地改变粒子表面的物理化学性质。比如表面电荷性质、表面亲水性、表面化学结构、化学吸附及反应特性等等。Fe304是一种被广泛研究的磁性材料,其化学及物理性能都极其稳定,而且表面可以根据需要进一步修饰改性。通常在磁性粒子表面包覆有机或无机物,主要是为了弥补其在抗氧化能力、抗腐蚀能力、生物相容性及在使用溶剂中的分散性、稳定性等缺陷。此外,为了拥有特殊的使用功能,还可以通过表面改性赋予磁性纳米粒子表面不同的反应性功能基团(如-COOH、-NH2)。本论文的主要内容如下：首先,通过化学沉淀法合成了分散性好的Fe304纳米颗粒,通过振动样品磁强计(VSM)测定磁化强度为76.64emu g-1,通过外加磁场可以实现快速分离。电子透射电镜(TEM)结果显示其粒径分布均匀,平均粒径为9.1nm。实验测得Fe304纳米颗粒的等电点为6.3,通过调节溶剂的pH值可以控制纳米颗粒表面电荷密度。加入适量带相反电荷的离子液体1-十六烷基-3-甲基咪唑溴盐(C16mimBr)可在磁性纳米粒子表面形成混合半胶束,通过疏水和静电作用实现对环境水样中氯酚(2,4-二氯苯酚,2,4,6-三氯苯酚)的富集。实验考察了磁性纳米粒子与C16mimBr的用量、吸附平衡时间、最大萃取体积、解析条件等实验条件。洗脱液用高效液相色谱在285nm检测,结果表明仅用40mg Fe304NPs和24mg C16mimBr就能获得满意的回收率(74-90%)。其次,制备了以Si02包覆的Fe304纳米颗粒为核,4-硝基酚(4-NP)为模板,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二乙烯基苯作为聚合基质的分子印迹聚合物(MIP)。制备的结构如下：Fe304@Si02@MIP。利用X射线衍射分析仪(XRD),红外光谱仪(FTIR),电子透射电镜(TEM),热重分析仪(TAG),振动样品磁强计(VSM)和比表面积分析(BET)研究了聚合产物的物理化学性质。实验考察了吸附平衡时间、最大吸附量、解析溶剂等实验条件。聚合产物粒径分布在90-110nm,饱和磁化强度为47.08emu g-1,最大吸附容量为263mgg-1。聚合物被用于快速选择性富集环境水样中的酚类,该方法被成功运用于分析环境样品并获得了满意的结果。第三,建立基于磁性纳米微球表面的DNA双链检测三磷酸腺苷(ATP)的方法。通过先将与ATP适配体互补的寡核苷酸链固定到磁性微球表面,ATP的适配体链通过DNA链互补杂交到功能化的磁性微球上,由此建立了一个基于磁性分离分析的适配体检测ATP的荧光传感器。通过在607nm处荧光强度的变化,调查嵌插到双链DNA分子中的溴乙锭染料的最大浓度。样品中不存在ATP时,荧光强度恒定；当样品中含有ATP时,ATP与适配体链特异性结合引起竞争反应导致DNA双链解离,嵌插的EB减少,导致荧光信号强度产生变化。实验考察了适配体对ATP、CTP(三磷酸胞苷)、GTP(三磷酸鸟苷)、UTP(三磷酸尿苷)的选择性,结果表明ATP适配体链与ATP特异识别。ATP检测的线性范围为5-50μM,检测极限为0.49μM。该方法用于尿样的分析,获得了满意的结果。