磁性纳米材料具有高比表面积、特殊的磁性能、优异的化学稳定性和生物相容性等特点,近年来成为研究热点,广泛应用于生物合成、有机催化、药物传输、数据存储和环境治理等方面。设计合成具有独特性能的新型磁性纳米材料,用于脂肪酶的固定化研究,可以解决脂肪酶难以回收、无法重复使用等不足,拓展脂肪酶的使用范围。本学位论文的主要研究成果如下：1.溶剂热合成单分散、功能化的磁性纳米粒子及固定化脂肪酶研究提出了一种简单高效的磁性纳米粒子固定化猪胰脂肪酶的方法。通过溶剂热还原法,合成了单分散的Fe3O4磁性纳米粒子,经过氨基硅烷偶联剂表面改性后,用戊二醛共价偶联固定化猪胰脂肪酶。采用SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA和VSM等多种表征手段研究了Fe3O4磁性纳米粒子的性质,制得的磁性纳米粒子具有良好的单分散性和磁响应性。进一步探讨了固定化酶的相关性能,制得的Fe3O4磁性纳米粒子固定化酶的蛋白含量和活力回收分别可达120mg/g和54.8%,具有优异的热稳定性和重复使用性,循环使用10次依然能够保持初始活力的90%以上。本研究提供了一种简单高效、绿色经济的固定化酶方法,有望在酶固定化工程中得到广泛应用。2.一步法合成水可分散、尺寸可控的磁性纳米晶簇及固定化脂肪酶研究通过溶剂热还原反应一步合成水可分散、尺寸可控、氨基或羧基官能化的Fe3O4磁性纳米晶簇。出于经济和环境友好的目的,采用多巴胺和3,4-二羟基苯丙酸作为表面活性剂和功能化试剂。制得的磁性纳米晶簇的形貌尺寸、化学组成和磁学性能等通过SEM、TEM、XRD、XPS、FT-IR、Raman、TGA、Zeta电位和VSM等表征方法测定。颗粒的大小可以通过改变表面活性剂的浓度在175-500nm范围内简单调控。此外,不同配比的乙二醇和二甘醇作为混合溶剂和还原剂用来获得更小尺寸的颗粒。纳米晶簇表现出优异的磁性能和水相中良好的胶体稳定性。为了评估制得的磁性纳米晶簇在生物相关领域的适用性,将其用于玫瑰假丝酵母脂肪酶的固定化过程。与游离酶相比,固定化酶显示了优异的热稳定性和重复使用性。这种新颖的合成策略可以简化反应流程,为磁性纳米晶簇在生物技术和有机催化领域提供了潜在的应用。3.多羟基还原法合成Fe3O4/Graphene杂化材料及固定化脂肪酶研究通过多羟基还原法制备了Fe3O4/Graphene杂化材料并用于固定化猪胰脂肪酶的研究。运用多种测试手段表征制得的Fe3O4/Graphene杂化材料。通过调节前驱物配比和优化反应条件,探讨Fe3O4/Graphene杂化材料的性能对固定化脂肪酶活性的影响。结果表明,制得的Fe3O4/Graphene杂化材料具有良好的的磁响应性、化学稳定性和生物相容性。此外,Fe3O4/Graphene杂化材料固定化的猪胰脂肪酶具有优异的催化活性和热稳定性能,并可通过外加磁场分离回收多次重复使用。进一步研究了pH值、温度和变性剂对固定化酶活性的影响。这种Fe3O4/Graphene杂化材料的合成为固定化酶研究领域开启了一种独特的绿色可持续发展的应用途径。4. PAMAM树状分子修饰的磁性纳米粒子的制备及固定化脂肪酶研究通过溶剂热法合成了粒径均一、单分散良好的功能化Fe3O4磁性纳米粒子。将PAMAM树枝状大分子共价接枝在Fe3O4磁性纳米粒子的表面,制备了三代的PAMAM修饰的Fe3O4磁性纳米载体,并通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA和VSM等表征方法研究了材料的相关性能。将制得的三代磁性纳米载体用戊二醛共价偶联固定化玫瑰假丝酵母脂肪酶。研究了固定化酶的相关性质,如pH值、温度和变性剂对固定化酶活性的影响。与游离酶相比,固定化酶显示了优异的热稳定性和重复使用性。这种超支化策略改善了磁性纳米粒子的表面性能,有效地提高了载体的功能化效率,有望在生物医学领域得到广泛的应用。