近年来功能化磁性纳米材料由于具有显著的多功能性、磁响应特性以及较好的生物相容性,在分离、催化、生物医药、光学以及药物输送和负载等领域得到了广泛应用。基于磁性纳米材料的吸附分离方法操作简单,并可通过功能化处理降低材料的非特异性吸附,提高对目标物的吸附特异性,因此在生物样品预处理得到了广泛关注。本论文主要围绕功能化磁性纳米材料的制备及其在复杂生物样品中蛋白质的高选择性吸附分离开展了系列研究。论文第一章简要概述了蛋白质分离纯化的主要方法及发展趋势。另外介绍了磁性纳米材料的制备技术及其表面功能化方法,并对磁性纳米材料在不同领域,尤其是在样品预处理方面的应用进行了综述。论文第二章采用原位生长法,制备了高负载氧化铜功能化的磁性纳米材料用于血红蛋白的吸附分离。首先在Fe3O4磁性纳米球表面原位生长Cu（NH3）4（NO3）2尖状结晶体,然后通过煅烧使其分解并在磁性纳米球表面形成介孔氧化铜壳,从而得到介孔氧化铜功能化的磁性纳米球（Fe3O4@mCuO）。该磁性纳米球具有明显的核壳结构,表面介孔氧化铜的负载率达到25.2±1.1%。介孔氧化铜与血红蛋白中组氨酸残基之间的金属亲合作用和疏水作用使Fe3O4@mCuO磁性纳米球对血红蛋白呈现出良好的吸附选择性,对血红蛋白的吸附容量高达1162.50 mg g-1。吸附在该磁性纳米球上的血红蛋白可采用0.5%（w/v）十二烷基硫酸钠进行有效回收,回收率为78%。将Fe3O4@mCuO磁性纳米球应用于人全血中血红蛋白的吸附分离,SDS-PAGE凝胶电泳结果表明可得到纯度较高的血红蛋白样本。论文第三章采用酯化反应和自由基聚合反应在聚己内酯修饰的Fe3O4磁性纳米球表面修饰聚1-乙烯基-3-乙酸溴代咪唑离子液体,制备得到两亲性聚合物离子液体修饰的磁性纳米球（Fe3O4@PCL-PILs）。所制备的磁性纳米球具有明显的核晕结构、紧致的聚合物离子液体层、负电性表面以及较高的磁化率。离子液体层的两亲性特性有效地提高了Fe3O4@PCL-PILs磁性纳米球对糖蛋白的吸附选择能力,避免其他蛋白质的非特异性吸附干扰。在最佳条件下Fe3O4@PCL-PILs磁性纳米球对糖蛋白免疫球蛋白的吸附容量达到949.5 mg g-1,吸附在材料表面的免疫球蛋白可采用0.5%的NH3-H2O进行洗脱,洗脱效率为80.5%。作为一种新型的磁性吸附材料,Fe3O4@PCL-PILs可用于复杂生物样品（人全血）中免疫球蛋白的高选择性分离纯化。论文第四章以新型两性聚合物-Zn复合物磁性纳米球（Fe3O4@PCL-CMC-Zn）为吸附媒介,设计了一种“脱铁-螯合-恢复”策略用于乳铁蛋白的高选择性分离纯化。首先采用逐步合成方法制备了两性聚合物层,通过开环聚合反应在Fe3O4磁性纳米球表面修饰疏水性聚己内酯层;随后通过酯化反应接枝亲水性羧甲基纤维素层,从而形成具有亲疏水性的两性聚合物材料修饰的磁性纳米球（Fe3O4@PCL-CMC）。乳铁蛋白经脱铁后形成与金属离子有较强金属螯合作用的缺铁结构域。基于Zn2+与脱铁乳铁蛋白中缺铁结构域之间的配合作用,Fe3O4@PCL-CMC-Zn磁性纳米球对脱铁乳铁蛋白表现出高吸附选择性,在pH8时对脱铁乳铁蛋白的吸附容量为565.2 mgg-1。采用氯化铁溶液为洗脱剂不仅可有效回收吸附在Fe3O4@PCL-CMC-Zn磁性纳米球表面的脱铁乳铁蛋白,并且可恢复乳铁蛋白的结构,圆二色光谱结果表明经氯化铁溶液回收的乳铁蛋白结构与乳铁蛋白标准无差异。Fe3O4@PCL-CMC-Zn磁性纳米球的实际应用性经分离人乳清样品中乳铁蛋白予以验证,SDS-PAGE凝胶电泳以及QTOF LC-MS结果表明可以实现复杂生物样品中乳铁蛋白的选择性分离。论文第五章总结了本论文的相关研究工作,并展望了功能化磁性纳米材料的进一步研究及应用方向。