本文采用SiO₂、FeOOH及Fe₃O₄三种微纳米材料为载体，对其表面进行生物功能化，并利用它们对谷胱甘肽S-转移酶（GST）及六聚组氨酸为标签的（His-tagged）蛋白进行分离、纯化，采用多种现代分析手段对所得样品的形貌、结构及性能进行了表征，并对其亲和分离蛋白质的能力进行了研究。本论文的主要研究内容及结论如下：（1）纳米SiO₂的制备和生物功能化及其在GST分离中的应用通过正硅酸乙酯（TEOS）的水解制备了三种不同形貌的纳米SiO₂（哑铃形、纤维状、链状）；考察了TEOS的加入方式、氨水浓度及TEOS浓度对样品形貌的影响，并分析了其形成机理。进而以球形纳米SiO₂为载体，通过对其表面进行氨基化、醛基化及生物功能化，制备了对GST具有特异性吸附的SiO₂-GSH纳米微球；采用扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、热重分析仪（TG）、十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分析测定了SiO₂-GSH纳米微球的形貌、结构及分离蛋白质的能力。结果表明，SiO₂-GSH微球可用于GST的初步分离与纯化。（2）巯基SiO₂纳米微球的制备及其在GST分离中的应用采用巯基丙基三甲氧基硅烷（MPS）一步水解法制备了表面带有巯基（―SH）的SiO₂纳米微球（nSiO₂-SH），探讨了水醇比、反应温度、MPS初始浓度及反应时间对nSiO₂-SH形貌的影响，并分析了反应机理；采用二硫代二硝基苯甲酸法（DTNB法）和X-射线光电子能谱仪（XPS）定量检测了微球表面的―SH含量，发现微球表面的―SH含量与反应条件密切相关。进而利用nSiO₂-SH微球与还原型谷胱甘肽（GSH）中的―SH反应生成双硫键（―S―S―），在nSiO₂-SH微球表面键合GSH分子，得到生物功能化的纳米SiO₂微球（nSiO₂-GSH）；利用SEM、TEM、FT-IR分析了nSiO₂-GSH微球的表面形貌、尺寸、化学结构，利用热重分析测定了其热稳定性；并利用SDS-PAGE检测了样品对GST的分离效果。结果表明，nSiO₂-GSH微球能从混合蛋白中特异性地分离GST，这种微球可望用于以GST为标签的融合蛋白的分离、纯化及检测。（3）花瓣状FeOOH/Cys的合成及其在His-tagged蛋白分离纯化中的应用采用一步法制备了L-半胱氨酸（L-Cys）功能化的FeOOH/Cys微纳米复合材料，将其吸附Ni²⁺后用于分离His-tagged融合蛋白；考察了FeOOH/Cys的初始质量和细胞裂解液的初始体积等对目标蛋白分离效果的影响。结果表明，FeOOH/Cys微纳米复合材料对His-tagged融合蛋白具有良好的分离作用，对His-tagged OST1蛋白的最大吸附量为88.0μg/mg；且其经4次再生后仍能有效地分离目标蛋白。（4）Fe₃O₄/Cys纳米微球的制备及其在His-tagged蛋白分离纯化中的应用利用一步溶剂热法制备了L-Cys功能化的Fe₃O₄磁性纳米微球（Fe₃O₄/Cys），Fe₃O₄/Cys微球经吸附Ni²⁺形成Fe₃O₄/Cys-Ni²⁺复合材料；系统考察了Fe₃O₄/Cys-Ni²⁺复合微球对His-tagged融合蛋白的分离纯化效果。结果表明，其对His-tagged TRX蛋白的最大吸附量达53.2μg/mg，分离能力良好；且其再生力较强，经多次再生后依然保持良好的分离效果。