In　order　to　further　improve　the　stability　and　biocompatibility　of　magnetic　fluids　(MFs),　we　report　a　one-step　protocol　for　the　preparation　of　ultrasmall　superparamagnetic　iron　oxide　MFs.　Four　kinds　of　MFs　(n　%L-Cysteine-S-branched　polymethacrylic　acid-coated　Fe3O4　nanoparticles　MFs,　n　%Cys-PMAA@Fe3O4　MFs)　with　ultrasmall　particle　size　(<　5　nm)　were　obtained　using　the　different　molecular　weight　of　polymer　ligands　as　the　outer　layer.　Among　them,　2　%Cys-PMAA@Fe3O4　MFs　show　the　best　performance　in　the　apparent　particle　size　(4.10　±　0.90　nm),　hydrodynamic　size　(<　50　nm),　and　magnetic　weight　gain　(67　mg),　and　stability　index　(I　=　99　%).　In　addition,　2　%Cys-PMAA@Fe3O4　MFs　exhibit　excellent　stability　for　180　days　under　different　salt　concentrations　(up　to　3　mol/L)　and　pH　(2−12).　Importantly,　the　2　%Cys-PMAA@Fe3O4　MFs　show　good　biocompatibility　in　vitro　that　HEK293T　and　MCF-7　cells　viability　are　higher　than　90　%　in　24　h　when　the　iron　concentration　is　250　μg·mL−1.　Furthermore,　the　hemolysis　test　and　H&E　tissue　section　staining　demonstrate　that　the　MFs　are　non-toxic　in　vivo.　Finally,　the　value　of　2　%Cys-PMAA@Fe3O4　MFs　at　1.5　T　(r2　=　57.48　mM−1·s−1,　r1　=　8.61　mM−1·s−1,　r2/r1　=　6.68)　is　slightly　less　than　Combidex　for　r2　(r2　=　65　mM−1·s−1),　and　2.5-folds　higher　than　Gd-DTPA　for　r1　(r1　=　3.5　mM−1·s−1),　so　the　tumor　area　can　be　clearly　observed　with　dual-mode　imaging　at　3.0　T　in　vivo　by　the　tail　vein　injection.　This　study　contributes　to　the　rationalized　design　and　development　of　a　clinical　dual-modulus　contrast　agent.　©　2022