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磁性纳米材料因具有独特的纳米材料特性及磁性能特性在生物医学领域中得到了广泛的研究。它们已经成为了疾病的诊断、治疗,以及特定病原体和生物物种分离的重要工具。磁性纳米材料所具有的这些独特的性能为医疗成像、免疫检测、药物输送等生物医学应用提供了新的平台和机遇,因此,研究磁性纳米复合材料具有重要的意义。磁性纳米复合材料的制备、结构、形貌、磁学性能以及弛豫性能在本文中做出了系统的研究。主要研究内容如下:Fe3O4纳米材料的制备及表征使用高温热分解油酸铁的方法制备出了Fe3O4纳米粒子,探究了油醇的用量及回流温度对其粒径的影响。所制样品通过XRD、激光粒度分析仪、磁强计等手段进行了表征。结果表明油醇用量越大,回流温度越低,Fe3O4纳米粒子的粒径越小。超顺磁性纳米粒子簇的制备及表征制备出氧化石墨烯功能化的超顺磁性纳米粒子簇。所制备的样品通过XRD、TEM、FT-IR、VSM、热重等手段进行了表征,结果表明该复合材料水溶性良好且具有超顺磁性。并对该复合材料进行了聚乙二醇进一步修饰,修饰后的复合材料在PBS缓冲溶液中具有良好的分散性和稳定性。采用硫醇点击化学法制备出了聚乙二醇功能化的四氧化三铁纳米复合材料,所得样品通过XRD、TEM、FT-IR、UV-vis、Raman等进行了表征。该制备方法条件温和,操作简便、后处理简单,制备出的产物在水或PBS缓冲溶液中稳定性和分散性良好。采用3.4-二羟基苯基丙酸作为中间体小分子制备出了聚乙烯亚胺功能化的四氧化三铁纳米粒子簇,所制样品通过TEM、FT-IR和Zeta电位等方法进行了表征和磁性能测试。该方法简单,反应条件温和,制备时间短,制备出的产物在水和PBS溶液中具有良好的分散性和稳定性。应用研究对多巴胺功能化的四氧化三铁纳米复合物和氧化石墨烯功能化四氧化三铁纳米粒子簇的弛豫行为进行了表征。得知随着铁离子浓度的增大,多巴胺功能化四氧化三铁纳米粒子的纵向弛豫时间减小且该物质的水溶液在10 m T下的R1值为0.65 m MS-1,在10 m T下水的时域信号在一定时间能随着极化时间的增长而增长,经拟合公式得自旋-晶格弛豫时间倒数为3.05S-1。氧化石墨烯功能化的磁性纳米粒子粒径较大者的r1和r2值均大于粒径较小者。