磁性纳米氧化铁因其独特的理化特性在诸如核磁共振造影、药物输送、磁热疗、免疫检测、生物分子提取等生物医学领域得到了广泛的研究和应用,为生物医学的发展提供了新的机遇与平台。在生物医学医药领域,理想的磁性纳米材料应具有结构明确、性质稳定、高度分散、可规模化生产以及体内应用安全有效等特性。目前磁性纳米氧化铁主要制备方法有化学共沉淀法和热解前驱体法。化学共沉淀法的最大优势在于其可量产,也是当前能够满足药用及工业生产需求的唯一方法,但该法也存在着明显的缺陷,主要表现为批次间较差的可重复性。热解前驱体法则有着优异的产物品控能力,即产物粒径呈单分散性,但该法最大的问题在于其得到的产物表现为疏水性,无法直接用于生物医学领域,须对产物进行亲水性修饰。而该类材料在制备、修饰、分散过程的诸多问题交织在一起,为可水中高度稳定分散的水溶磁性纳米粒子的量产带来了巨大的挑战,致使其使用代价高昂,严重制约着磁性纳米材料广泛的市场化应用。针对以上问题,本课题主要做了三方面的研究工作,以期解决当前水溶磁性纳米晶制备面临的关键问题,并以得到的水溶磁性纳米氧化铁水分散液为对比剂储备液,研究了其在磁共振成像方面的应用。一、低共熔溶剂电解法制备水溶磁性纳米γ-Fe₂O₃,解决水溶磁性纳米氧化铁的规模化可控制备难题。本研究首次提出并研究了基于低温共熔溶剂电解法制备水溶磁性纳米氧化铁的新工艺:分别以高纯度铁板材作为阴极和阳极,以尿素与胆碱类有机物组成的共熔混合物溶剂为电解质,通过施加一定的电流,使阳极铁单质（Fe⁰）最终氧化为铁离子(Fe³⁺),再与体系反应生成的活泼氧（O^·）结合进而生成γ-Fe₂O₃纳米晶,同时电解质分解产生的一些亲水性基团（-NH₂）会枝接或负载于纳米晶上。该工艺所得水溶磁性纳米γ-Fe₂O₃有着高的饱和磁化强度、单分散的粒径分布、优异的亲水性、高度的分散性和分散液稳定性,实验室水平即可单次稳定制备600克以上。所得磁性纳米粒子表现为亚铁磁性,饱和磁化强度不低于65 emu g^-1,矫顽力不高于35 Oe,剩磁不大于7.5%,TEM表征粒径为7-9 nm,水动力学粒径小于30 nm,多分散指数不大于0.03,Zeta电位不低于+40 mV,高于医药用注射液对电位和粒径分布的要求,稳定保持600天以上而无聚沉或分层现象发生。二、低共熔溶剂电解法制备水溶磁性纳米γ-Fe₂O₃的生成机制研究,明确该制备工艺所得产物的结构。同样分别以高纯度铁板材作为阴极和阳极,以混有过量亚铁离子(Fe²⁺)的低温共熔溶剂为电解液,通过电解法制备磁性纳米氧化铁。结果表明,即使有足量的Fe²⁺的存在,产物仍然是γ-Fe₂O₃而不会有Fe₃O₄及其他铁的氧化物或氢氧化物的生成。三、水溶磁性纳米γ-Fe₂O₃的磁共振成像研究,评估其应用于磁共振对比剂的潜力。以所得的水溶磁性γ-Fe₂O₃为基础材料,首先使用生物染料标记磁性纳米粒子并用激光共聚焦显微镜观测的技术手段验证了所用纳米颗粒可被细胞吞噬。再通过MTT比色法说明了所用纳米颗粒有着良好的生物相容性。接着以所用磁性纳米粒子的水相分散液为研究对象,测试了其横向弛豫效能(r₂=497.8 mM s^-1)和纵向弛豫效能(r₁=179.7 mM s^-1)并计算了其r₂/r₁比值为2.77,证明了其完全有应用于核磁共振成像的潜力,且很可能满足双模态（T₁-T₂）成像的应用需求。最后以小鼠为试验对象,研究了其体内成像效果并进行了相关计算。结果表明在较高的剂量条件下,该类材料适宜用作T₂加权条件下阴性减弱的磁共振对比剂;而在较低的剂量条件下,此类磁性纳米颗粒适宜用作T₁加权条件下的阳性增强磁共振对比剂。所得水溶磁性纳米γ-Fe₂O₃对肝部肿瘤无有效的靶向性。本研究首次提出并实施了基于低温共熔溶剂为电解质制备磁性纳米氧化铁的新工艺,新工艺可批次、批量、稳定地合成理化性质稳定的水溶磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒。所得产物有着结构明确、单分散粒径分布、高饱和磁化强度、无需表面修饰、高度分散性、稳定分散、良好的生物相容性和高的横向弛豫效能及纵向弛豫效能等特点,满足应用于体内磁共振成像对磁性纳米粒子的基本理化特性要求,为开发新一代商业化单模态或双模态磁共振造影剂的奠定了物质材料基础。