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Fe3O4纳米粒子具有优异的磁性能和良好的生物相容性，是一种极具发展潜力的纳米生物医用材料。本文研究了Fe3O4纳米粒子及其复合材料的制备、结构与性能及在医学成像方面的应用。 采用多元醇法，以乙酰丙酮铁为前驱物三甘醇为溶剂，无氧无水条件下加热分解，成功地制备了尺寸可控、形状规则、结晶度高、不团聚的Fe3O4纳米粒子。磁学测量结果表明，所得Fe3O4纳米粒子室温呈超顺磁性，饱和磁化强度明显高于普通水相合成方法制备的Fe3O4纳米粒子，纳米粒子的尺寸变化对磁学行为影响显著。 通过将碳纳米管放入乙酰丙酮铁的三甘醇溶液中共同加热，在碳纳米管表面原位修饰上了尺寸均匀的Fe3O4纳米粒子。所得复合物中Fe3O4纳米粒子负载均匀，与碳纳米管结合牢固，负载量可通过乙酰丙酮铁加入量进行调控。复合物室温呈现超顺磁性，饱和磁化强度随磁性粒子负载量的增加而增大，在水溶液中有良好的分散性和磁场可操纵性。 研究表明，Fe3O4纳米粒子在三甘醇中的生长包括两个过程。前驱物乙酰丙酮铁在三甘醇中受热分解后，首先形成1nm左右的初级粒子；随着温度的升高，初级晶粒为了减小表面能，发生定向聚集，形成尺寸较大的次级粒子。三甘醇溶剂对控制次级粒子的形貌起到了关键作用。在次级粒子观察到了刃型位错，这可能是初级晶粒定向聚集过程中两靠近晶面上存在原子台阶的结果。 多元醇法得到的Fe3O4纳米粒子表面原位吸附了大量三甘醇溶剂分子，并富含表面羟基，赋予了纳米粒子优异的水溶性。动态光散射实验表明，所得Fe3O4纳米粒子在水溶液及PBS缓冲溶液具有良好的胶体稳定性。同时，体外实验表明纳米粒子的MRI成像性能优异，无细胞毒性，能够被癌细胞被动吞噬，并能显著改变其T2加权成像信号，在临床癌症诊断方面有广阔应用前景。 采用Stober溶胶－凝胶法，制备了以Fe3O4纳米粒子为核，混有荧光染料的SiO2为壳的Fe3O4@SiO2(FITC)复合纳米粒子。通过APS水解在表面引入氨基，并通过戊二醛活化与生物分子Cltx耦连，制备了磁性/荧光肿瘤细胞靶向探针。体外细胞培养实验证明，探针对肿瘤细胞具有特异靶向亲和作用，与探针结合的肿瘤细胞能够进行MRI/荧光双模式细胞成像。