鐵磁性材料有自發(fā)磁化強(qiáng)度，在無外加磁場(chǎng)時(shí)，也具有磁性。鐵磁材料的磁疇結(jié)構(gòu)決定磁對(duì)尺寸大小的依賴性。當(dāng)鐵磁材料的體積低于某個(gè)臨界值時(shí)，即成為單磁疇。這個(gè)臨界值與材料的本征屬性有關(guān)，一般在幾十納米左右。顆粒的磁性來源于基于鐵磁材料磁疇結(jié)構(gòu)的尺寸效應(yīng)。這個(gè)結(jié)論的假設(shè)是鐵磁顆粒在具有低自由能的狀態(tài)對(duì)小于某個(gè)臨界值的顆粒有均勻的磁性，而對(duì)較大顆粒的磁性不均勻。前者較小顆粒稱為單磁疇顆粒，后者較大的顆粒稱為多磁疇顆粒。

磁性納米粒子與多種高分子具有良好的生物兼容性。 磁性納米粒子的表面修飾包括：非聚合物有機(jī)固定、聚合物有機(jī)固定、無機(jī)分子固定、靶向配套修飾等。常用來作為修飾的物質(zhì)有聚乙二醇、葡聚糖、聚乙烯吡咯烷酮、脂肪酸、聚乙烯乙醇、多肽、明膠、殼聚糖、、脂質(zhì)體等。磁性納米粒子的表面修飾主要有2種途徑：一是表面修飾材料與粒子表面依靠化學(xué)鍵結(jié)合，這通常是指一些有機(jī)小分子化合物；二是用有機(jī)或無機(jī)材料直接包裹磁性納米粒子，主要包括表面活性劑、高分子聚合物、和二氧化硅等。表面修飾不僅增強(qiáng)了磁性納米粒子的穩(wěn)定性，還能提高其在水溶液中的分散性和生物相容性，提高靶向性，防止蛋白吸附，增加其在血液循環(huán)中的時(shí)間，以及進(jìn)一步復(fù)合其它的納米粒子、化合物或生物配體，實(shí)現(xiàn)磁性納米粒子的功能化。

在環(huán)境科學(xué)方面，近年來進(jìn)行了用磁性納米粒子去除有機(jī)和無機(jī)污染物的研究，并且用它們?nèi)コ叵滤?、土壤和空氣中污染物的?shí)驗(yàn)已在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)地規(guī)模上使用。高濃度的有機(jī)污染物大多為染料?？椚竟S、顏料工廠、制革廠等的廢水中均含有染料。用磁性納米粒子替代昂貴或低效的吸附劑可成為一種好的平臺(tái)，但這仍需要更多的研究。去除無機(jī)污染物的一個(gè)主要方面是去除金屬。磁性納米粒子作為從復(fù)雜基質(zhì)中去除金屬的吸著劑具有高容量和的優(yōu)點(diǎn)，由于體積小，表面積大，比微米級(jí)吸著劑更好。這些發(fā)現(xiàn)有助于設(shè)計(jì)更好的從廢水中去除或回收金屬離子的吸附處理計(jì)劃。另外，還可利用功能化的磁性納米粒子對(duì)環(huán)境樣品中細(xì)菌、真菌等微生物進(jìn)行分離和檢測(cè)。

二氧化硅磁性微球即是我們經(jīng)常所說的硅羥基磁性微球，微球表面功能基團(tuán)為羥基，硅自身結(jié)構(gòu)空隙較多，容易造成表面大量的水存積，增加了化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性。在早期的核酸提取研究中已經(jīng)證明玻璃粉和玻璃珠是一種有效的核酸吸附劑，在高鹽溶液中核酸可被吸附到玻璃基質(zhì)上，離液鹽或可促進(jìn)DNA與玻璃基質(zhì)的結(jié)合。但玻璃珠只能通過離心方法進(jìn)行分離，不利于自動(dòng)化，所以二氧化硅磁性微球應(yīng)運(yùn)而生，可通過磁分離實(shí)現(xiàn)高通量的核酸樣本提取，極大提高了核酸提取效率。