磁生物传感器因背景噪声低、检测方便、样品前处理要求低而在生物靶标检测中具有广泛应用，但与传统光学和电化学生物传感器相比，现有磁生物传感器仍存在灵敏度不足的问题。本文提出一种利用磁场线汇聚/磁通集中效应的高灵敏度磁生物传感器新设计，并将其应用于细菌检测。该传感器基于巨磁阻（GMR）效应，通过集成磁通集中器（MFC）增强检测区域磁场，提...
基于磁阻的生物传感器利用外加磁场变化引起的电阻变化来检测与磁性标记相关的生物分子或生物事件。然而，电阻会随温度波动，因此必须将温度依赖的干扰信号与目标信号分离。已有多种校正方法，但仍缺乏能够即时校正传感器阵列中所有单个传感器信号的方法，因为中心实验室或即时检测场景常需同时检测多种生物标志物。本文报道了一种集成温度调制器的巨磁阻（GM...
早期癌症筛查对阻止疾病进展和改善预后至关重要。高灵敏度生物传感器可检测光学、化学或磁性标记的癌症生物标志物，是准确有效的筛查方法。在众多生物传感器中，巨磁阻（GMR）器件具有高灵敏度、低背景噪声、鲁棒性和低成本等优势。借助先进微纳加工技术，数十至数百个独立工作的GMR生物传感器可集成到指甲大小的芯片上，实现多种癌症标志物的同时检测；...
新冠疫情凸显了在人群层面持续监测免疫相关指标的重要性。本研究开发了一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器平台的竞争性检测方法，用于评估患者血清或血浆中抗SARS-CoV-2中和抗体（NAb）滴度。该检测将生物素化SARS-CoV-2刺突受体结合域（biotin-RBD）与样品孵育，使样品中的NAb中和RBD，随后未被中和的biotin-...
当前全球食源性疾病暴发事件增多，食品在生产、加工、储存和运输过程中可能被微生物及其毒素等有害物污染，严重威胁人类健康。传统细胞培养与菌落计数方法耗时长、劳动密集且依赖昂贵仪器或中心实验室，难以满足快速现场检测需求。过去十年，研究者致力于开发快速、灵敏、易用的食品安全检测平台。本文综述了巨磁阻（GMR）生物传感器这一有望改变现有食品监...
本研究报道了一种串联巨磁阻（GMR）免疫检测法，实现感染相关多生物标志物——C反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）和中性粒细胞明胶酶相关脂钙素（NGAL）——的一次性全范围定量。三种标志物在各自临床相关浓度范围内均可被检测，且采用不同原理。在共检测体系中，单次测试即可在未稀释人血清中同时定量三种标志物。CRP定量基于串联原理，将夹...
检测并定量宿主对流感病毒感染的转录反应，可作为临床管理的实时诊断工具。本研究利用巨磁阻（GMR）生物传感器的多路复用能力，开发了基于流感元签名（IMS）的新型检测方法，通过转录本水平对流感感染进行分类。结果表明，该检测可可靠检测 10 个 IMS 转录本，并能将自然感染流感的受试者与其他有症状病毒感染受试者区分开（AUC 0.93，...
巨磁阻（GMR）效应自1988年发现以来，已从理论走向应用。得益于先进薄膜沉积与微纳加工技术，基于GMR效应的硬盘驱动器、生物传感器、磁场传感器和微机电系统（MEMS）等商用器件已问世。不同类型GMR生物传感器阵列具有较高灵敏度与稳健性，且成本较低，可广泛用于多种生物医学应用。本文综述GMR生物医学应用的最新进展，包括疾病诊断、基因...
本研究报道了一种用于C-反应蛋白（CRP）全范围定量的便捷分析方法。CRP是感染和心血管事件的血液生物标志物。作者利用串联巨磁阻（GMR）传感器，在单次检测中直接测定未稀释人血清中整个诊断相关浓度范围内的CRP。该串联设计将一步夹心免疫分析与竞争免疫分析结合，可区分一步夹心法在高浓度下因“钩状效应”产生的多值剂量-响应曲线，从而实现...
本文提出基于巨磁阻（GMR）原理的高灵敏、高特异结核（TB）早期诊断方法。该 GMR 生物传感检测采用针对结核分枝杆菌特异性抗原 ESAT-6 的单克隆抗体，并以磁性纳米颗粒（MNPs）作为信号标记。当样品中存在 ESAT-6 时，捕获抗体与抗原结合，随后磁性纳米颗粒标记的二级抗体结合形成免疫复合物；MNPs 在 GMR 传感器表面...
细胞释放的外泌体在细胞间通讯中发挥重要作用，并在癌症早筛和预后评估中具临床潜力。本文开发了一种基于二维MoS2–Fe3O4纳米结构（MOFE）作为磁响应探针的超灵敏巨磁阻（GMR）生物传感器，用于外泌体检测。MOFE通过简单相转移法合成；与纯Fe3O4磁性纳米颗粒（MNP）相比，层状MoS2可作为模板招募高密度MNP，形成多磁性颗粒...
乙型肝炎病毒（HBV）感染具有全球性，在中国和非洲等资源有限地区高发。这些地区的HBV患者难以获得目前使用的昂贵HBV检测，现有检测通常在集中式临床实验室中采用单通道、体积大且昂贵的仪器完成。为克服这些局限，我们开发了一种简单、可负担的HBV诊断平台，以实现更及时的HBV感染诊断和干预。基于巨磁阻（GMR）生物传感器芯片，我们建立了...
本研究开发了台式和手持式巨磁阻（GMR）生物传感系统，作为检测多种人类疾病蛋白生物标志物的平台。系统开发涵盖自旋电子与纳米磁性材料、生物分子化学、电子电路、模拟与数字信号处理、固件编程、PC 与 Android 智能手机用户界面编程、USB 与蓝牙通信以及机械集成。作者以卵巢癌检测为例，展示了台式 GMR 生物传感系统的多标志物检测...
即时基因表达分析对快速疾病诊断具有重要意义，但传统技术受限于多重检测能力、设备体积和成本。本文提出一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器阵列的基因表达分析平台，通过低成本磁检测实现多重转录本的检测与定量。本研究表征了聚合酶链式反应（PCR）扩增互补 DNA（cDNA）在 GMR 上对参考基因 GAPDH 的灵敏度、动态范围和定量准确性。...
巨磁阻（GMR）传感器已被证明是最灵敏的生物传感器之一。为实现多路检测，高密度可扩展传感器阵列十分必要，但传统频域读出方法数据获取时间长，限制了阵列扩展。本文提出一种带片上脉冲激励和磁相关双采样（MCDS）的可扩展磁阻生物传感器阵列。系统由GMR自旋阀传感器阵列、位于传感器下方的片上条带线磁场发生器和定制模拟前端组成。片上条带线无需...
系统性红斑狼疮（SLE）以高滴度、类别转换自身抗体为特征，活动期患者常存在干扰素（IFN）通路失调，但特定自身抗体与基于三种IFN调控趋化因子的趋化因子评分之间的关系尚不明确。本研究开发巨磁阻（GMR）生物传感器微阵列，可在72个有效传感单元上并行、实时检测血清中针对多种自身抗原及肽段的抗体反应。作者利用该微阵列分析SLE患者血清，...
临床实验室中的定量免疫检测通常需要技术人员操作，耗时数小时且步骤繁多，所用仪器往往不可移动，患者样本必须送检，限制了其在实验室外场景中的应用。针对农村和资源有限地区医疗可及性不足的问题，作者开发了 Eigen Diagnosis Platform（EDP），一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器技术的便携式定量免疫检测平台。该平台无需专...
本研究开发了一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器的甲型流感病毒（IAV）快速灵敏检测方法。该检测采用针对病毒核蛋白（NP）的单克隆抗体与磁性纳米颗粒（MNP）相结合的免疫夹心策略：病毒存在时，MNP可结合到GMR传感器表面，且结合量与病毒浓度成正比。MNP在传感器表面产生的杂散磁场会改变GMR自旋阀自由层的磁化状态，从而引起传感器电阻...
本研究开发了一种基于巨磁阻（GMR）传感器阵列的高灵敏度免疫生物传感系统，可实现多重蛋白生物标志物的实时电学读出。PAPP-A、PCSK9和ST2被认为是心血管疾病有前景的候选生物标志物，早期同时检测多种标志物有助于准确预测疾病风险。研究将64个纳米级GMR传感器集成于一块16 mm×16 mm芯片上，并设置反应孔，各传感器可独立工...
本文报道了一种基于巨磁阻（GMR）生物传感器与DNA化学的新型二价汞离子（Hg2+）检测策略。该体系利用GMR传感器高灵敏、可实时读出的特点，以及胸腺嘧啶-胸腺嘧啶（T-T）错配对Hg2+的高选择性识别能力。检测时，先将氨基标记捕获DNA固定于GMR芯片表面，再加入含T-T错配的生物素标记DNA；在Hg2+存在下，形成T-Hg2+-...