鐵磁性材料有自發(fā)磁化強度，在無外加磁場時，也具有磁性。鐵磁材料的磁疇結構決定磁對尺寸大小的依賴性。當鐵磁材料的體積低于某個臨界值時，即成為單磁疇。這個臨界值與材料的本征屬性有關，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構的尺寸效應。這個結論的假設是鐵磁顆粒在具有低自由能的狀態(tài)對小于某個臨界值的顆粒有均勻的磁性，而對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：非聚合物有機固定、聚合物有機固定、無機分子固定、靶向配套修飾等。常用來作為修飾的物質有聚乙二醇、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鍵結合，這通常是指一些有機小分子化合物；二是用有機或無機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)中的時間，以及進一步復合其它的納米粒子、化合物或生物配體，實現(xiàn)磁性納米粒子的功能化。

在環(huán)境科學方面，近年來進行了用磁性納米粒子去除有機和無機污染物的研究，并且用它們?nèi)コ叵滤?、土壤和空氣中污染物的實驗已在實驗室和實地?guī)模上使用。高濃度的有機污染物大多為染料。織染工廠、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，但這仍需要更多的研究。去除無機污染物的一個主要方面是去除金屬。磁性納米粒子作為從復雜基質中去除金屬的吸著劑具有高容量和的優(yōu)點，由于體積小，表面積大，比微米級吸著劑更好。這些發(fā)現(xiàn)有助于設計更好的從廢水中去除或回收金屬離子的吸附處理計劃。另外，還可利用功能化的磁性納米粒子對環(huán)境樣品中細菌、真菌等微生物進行分離和檢測。

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，微球表面功能基團為羥基，硅自身結構空隙較多，容易造成表面大量的水存積，增加了化學反應的復雜性。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上，離液鹽或可促進DNA與玻璃基質的結合。但玻璃珠只能通過離心方法進行分離，不利于自動化，所以二氧化硅磁性微球應運而生，可通過磁分離實現(xiàn)高通量的核酸樣本提取，極大提高了核酸提取效率。