本论文主要开展了功能化微纳米材料的制备工作并探讨这些材料在生物技术领域的应用。合成了多种表而功能化的贵金属和氧化铁纳米粒子,结合静电纺丝和微纳米加工技术将纳米材料组装成为各种有序的结构,并进一步尝试将这些微纳米结构应用于生物检测与细胞培养等领域。主要的研究内容包括以下六部分：1.直接采用IgG抗体分了作为唯一的表面稳定剂,发展了一步法合成IgG抗体修饰的贵金属(Au, Ag, Pt)纳米粒子。该方法简单易行,表面IgG抗体修饰量大,所得纳米粒子在高浓度盐溶液中的稳定性优于传统配体交换法得到的纳米粒子。通过TEM和各种光谱对合成的粒了的形貌、尺、J‘分布和稳定性做了表征,研究了IgG抗体分子量对粒子形貌的影响以及IgG抗体与不同金属的相互作用。结果表明,金、银纳米粒子和IgG抗体间的相互作用较强,有相对窄的粒径分布。而铂纳米粒子的粒径分布较宽,与IgG抗体的相互作用较弱。免疫斑点实验确认了纳米粒子表面的IgG抗体分子仍然保持了其生物活性。2.提出采用超声辅助合成的方法制备了二氧化硅包裹金纳米棒的核-壳纳米粒子。相对于传统的合成方法,合成步骤有了一定的改进。利用超声的办法,硅烷的水解反应可以很快并且均匀地在聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone, PVP)处理的金纳米棒表面进行。超声法可以有效地防止纳米棒的团聚。我们用电子显微镜和紫外可见光谱对合成的核-壳纳米粒子进行了表征。金纳米棒-二氧化硅纳米粒子具有均匀的尺寸和形貌分布、以及近红外光谱吸收性质。同时,这种超声辅助合成法也可以用来制备金纳米棒-氧化铁-二氧化硅多功能纳米粒子。3.利用静电纺丝技术制备了氧化铁纳米粒子掺杂的聚甲基戊二酰亚胺(polymethylglutarimide, PMGI)磁性纳米纤维。我们发现所得到的纳米纤维可以在超声条件下被切断成微米级的纤维片断。用荧光染料标记的磁性纤维片断研究了其对外磁场的响应,发现分散于水中的纳米纤维片断可以很容易被外磁场控制而呈现一定的趋向性。在NIH3T3细胞培养时加入纤维片断,纤维可以粘附到细胞表而,而不对细胞造成明显的损伤。粘附有纤维片断的细胞可以用磁铁进行操纵。4.利用静电纺丝法制备了含有二硫化钼(MoS2)片层材料的高分子纳米纤维复合材料。用SEM和TEM表征了制备的纳米纤维,发现片层MoS2可以很好地分散于纤维中。片层MoS2的引入会导致纤维的形貌由圆形变为带状结构。热重分析表明,MoS2的掺杂会增加高分子纳米纤维的热稳定性。动态力学热测试结果表明高分子纤维薄膜的弹性模量可以被MoS2片层材料所增强。5.利用热压印技术成功地将纳米纤维转移到在玻璃基底表面。通过热压印转移的纳米纤维和玻璃基底具有更高的结合力,可以更好地满足一般的生物细胞实验需求。然后,我们结合静电纺丝和微纳米加工技术,利用紫外光刻技术成功地制备了纳米纤维的图案化结构。同时,我们也利用反应性离子刻蚀技术,在无需溶剂的条件下制备了纳米纤维的图案结构。6.发展了自组装技术和四氯化钛水解相结合的方法制备二氧化钛微透镜阵列。二氧化钛微透镜是通过在水珠模板中四氯化钛的水解形成的。我们用微接触印刷技术限定了一个疏水亲水相互间隔的基底。水珠在反应中同时作为模板、反应物和微反应器。我们可以制得高度有序的二氧化钛微透镜阵列,其具有很好的聚光能力。二氧化钛微透镜的尺寸和形状都可以通过微接触印刷的化学图案和前驱体的浓度来控制。因此,我们可以制备具有不同光学性质的二氧化钛微透镜阵列。这种方法具有简单、经济和无需加热的优点,因此有着非常广泛的应用。