中文摘要：

磁电阻DNA传感器是近几年发展起来一种新型的生物传感器。这一技术是在磁电阻传感器上固定已知核苷酸序列的单链DNA，用磁性微球（或纳米颗粒）来标记另一条含有互补碱基序列的靶标DNA，杂交结合后，通过磁电阻传感器来感应磁性标签所产生的磁场而实现传感器特异性识别功能。这种传感器芯片具有高灵敏性、所需设备便宜、容易操作、可实现单标签检测等特点，具有在基因测序、细胞分离、免疫检测、疾病诊断及军事医学等领域广泛的应用前景，已成为研究热点之一。 本课题拟采用微磁分析手段，来研究这种磁电阻生物传感器的物理机制。模拟磁性标签在感应器上产生的磁场分布，建立其微磁物理模型；研究磁电阻的有效感应面积，分析传感器的动态检测范围，磁电阻信号与标签数目的依赖关系；研究传感器的灵敏度，预测能检测到的极限磁性标签等问题，为磁电阻生物传感器的设计提供理论依据。

结论摘要：

磁电阻生物传感器以其高灵敏、易操作、可户外作业等特点激起了人们广泛的研究兴趣。本课题通过采用微磁模拟技术,研究探索磁电阻生物传感器的物理机理和器件优化问题。项目执行期间，我们取得了以下四点重要进展1）发展了有效的微磁仿真技术，模拟了源于磁性标签的散磁场在巨磁电阻器件感应层上的局域分布，建立了磁电阻型生物传感器的微磁物理模型；2）界定了磁电阻信号与磁性标签数目的线性依赖关系，该线性关系主要取决于磁性标签的数目而与具体标签分布状态关系不大，表明可用于生物分子的定量鉴别； 3)研究了传感器的灵敏度和动态检测范围，理论预测了单个磁性标签检测极限问题；4）探讨了采用人工亚铁磁三明治（SF）结构作为磁性自旋阀自由层和钉扎层的优化磁性自旋阀结构。研究成果已达申请目标，已发表SCI论文10篇（含Appl. Phys. Lett.2篇）。