从复杂的全血中分离纯化循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)是CTCs检测与分析的前提,对其下游研究有重要意义。免疫磁分离因具有操作简便、特异性强、效率高等显著优势,是分离富集CTCs最常用的方法。然而在基于免疫磁分离富集CTCs时,磁性纳米材料与正常细胞的非特异性相互作用难以避免,并大大降低磁富集CTCs的纯度及生物传感的灵敏度和准确性。而且,随着纳米生物医学的快速发展,研究纳米材料与细胞之间的非特异性吸附作用对揭示纳米-生物相互作用及纳米材料的生物应用至关重要。然而,到目前为止,对纳米材料与细胞之间相互作用的研究仍然极为缺乏。基于此,本论文以磁性纳米球(magnetic nanospheres,MNs)为模型,对其表面进行多种PEG修饰,从而系统探究不同修饰下MNs的表面性质(如表面电荷、亲疏水性、PEG覆盖度、PEG链长)对其与细胞之间非特异性吸附的影响。我们发现,在带负电的MNs表面修饰亲水、长链(MW:10000)的高密度PEG刷后,能使MNs具有较好的抗细胞吸附性能;在最佳修饰条件下,PEG化MNs(MNs-PEG)对Jurkat T细胞的吸附率极低(<5%),细胞表面吸附MNs-PEG的个数比吸附MNs的个数降低了80%。此外,改性前后的MNs还被用于复杂生物样品的研究,PEG修饰显著改善了MNs在复杂样品中的胶体稳定性及不同批次MNs吸附细胞性能的均一性。在全血中分离富集稀少CTCs时,免疫磁球(IMNs)吸附的白细胞数甚至比PEG化免疫磁球(IMNs-PEG)高17倍,PEG修饰有效提高了磁富集CTCs的纯度。因此,本工作为纳米-生物相互作用的研究提供了新的思路,并有助于纳米材料的生物医学应用。