磁性納米顆粒在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用主要分為兩大類(lèi)：體外應(yīng)用主要包括分離純化、磁性轉(zhuǎn)染、免疫分析、催化、Magnetorelaxometry、固相萃取等。體內(nèi)應(yīng)用可大致分為治療和診斷兩類(lèi)，治療方面的應(yīng)用如熱療和磁靶向藥物(targeted medicine)，診斷方面的應(yīng)用如核磁共振成像(NuclearMagentic Resonance, NMR)。
 

　　磁性納米顆粒的具體應(yīng)用：
 

　　磁性納米顆粒有一系列*而*的物理和化學(xué)性質(zhì)。隨著合成技術(shù)的發(fā)展，已成功生產(chǎn)出一系列形狀可控、穩(wěn)定性好、單分散的磁性納米顆粒。
 

　　磁性納米顆粒具有的磁性使其易于進(jìn)行富集和分離，或進(jìn)行定向移動(dòng)定位。磁效應(yīng)由具有質(zhì)量和電荷的顆粒運(yùn)動(dòng)形成。這些顆粒包括電子、質(zhì)子、帶正電和負(fù)電的離子等。帶電顆粒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生磁偶極，即磁子。磁疇指一個(gè)體積的鐵磁材料中所有磁子在交換力的作用下以同一方向排列。這個(gè)概念將鐵磁與順磁區(qū)別開(kāi)來(lái)。
 

　　鐵磁性材料有自發(fā)磁化強(qiáng)度，在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，也具有磁性。鐵磁材料的磁疇結(jié)構(gòu)決定磁性行為對(duì)尺寸大小的依賴性。當(dāng)鐵磁材料的體積低于某個(gè)臨界值時(shí)，即成為單磁疇。這個(gè)臨界值與材料的本征屬性有關(guān)，一般在幾十納米左右。較小顆粒的磁性來(lái)源于基于鐵磁材料磁疇結(jié)構(gòu)的尺寸效應(yīng)。這個(gè)結(jié)論的假設(shè)是鐵磁顆粒在具有較低自由能的狀態(tài)對(duì)小于某個(gè)臨界值的顆粒有均勻的磁性，而對(duì)較大顆粒的磁性不均勻。前者較小顆粒稱為單磁疇顆粒，后者較大的顆粒稱為多磁疇顆粒。
 

　　當(dāng)單磁疇顆粒的直徑比臨界值更進(jìn)一步降低，矯頑力變成零，這樣的顆粒即成為超順磁。超順磁由熱效應(yīng)造成。超順磁納米粒子在外加磁場(chǎng)作用下具有磁性，而在外加磁場(chǎng)移除后不具有磁性。在生物體內(nèi)，超順磁顆粒只在有外加磁場(chǎng)時(shí)具有磁性，這使得它們?cè)谏矬w內(nèi)環(huán)境中具有*優(yōu)點(diǎn)。鐵、鈷、鎳等晶體材料都有鐵磁性，但由于氧化鐵磁鐵(Fe3O4)是地球上天然礦物中較具磁性的，且生物安全性高(鈷和鎳等材料具有生物毒性)，因而在多種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，超順磁形式的氧化鐵磁性納米顆粒較常見(jiàn)。
 

　　鐵磁流體(磁流體)是在外加磁場(chǎng)作用下變得具有很強(qiáng)磁性的液體，它是既具有磁性又具有流動(dòng)性的新型功能材料。鐵磁流體是由納米級(jí)的鐵磁或亞鐵磁構(gòu)成的膠體溶液，顆粒懸浮于載體溶液中，載體溶液通常為有機(jī)溶劑或水。納米顆粒*被表面活性劑包裹以防止聚合成團(tuán)。鐵磁流體通常在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)不保持磁性，因而被歸類(lèi)為超順磁。鐵磁流體中的納米粒子在正常條件下由于熱運(yùn)動(dòng)不發(fā)生沉降。
 

　　球形顆粒的磁性納米顆粒的比表面積(表面積與體積之比)與直徑成反比。對(duì)于直徑小于0.1um的顆粒，其表面原子的百分?jǐn)?shù)急劇增大，此時(shí)表面效應(yīng)顯著。顆粒直徑減小，比表面積顯著增大，同時(shí)表面原子數(shù)迅速增加。當(dāng)粒徑為1nm時(shí)表面原子數(shù)為完整晶粒原子總數(shù)的99%，此時(shí)構(gòu)成納米粒子的幾乎所有原子都分布在表面上，在表面原子周?chē)纬珊芏鄳铱真I，具有不飽和性，易與其他原子結(jié)合形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出高化學(xué)活性。因此，固定目標(biāo)分子/原子效率高。