基于免疫反应和软磁材料巨磁阻抗效应的血清肿瘤标志物新型检测方法研究

研究基于免疫反应和巨磁阻抗效应的血清肿瘤标志物的新型检测方法。采用MEMS技术制备基于软磁带材和多层膜的巨磁阻抗（GMI）效应传感器；从电动力学和铁磁学角度建立多层膜GMI效应的分析模型，对影响GMI性能的因素如形状、结构、尺寸等进行系统研究；采用MEMS技术制备微流控部件；采用MEMS技术在传感器的表面上设计、制造可控的Au微单元及其分布；通过在传感器表面上固定肿瘤标志物如AFP单克隆抗体、CEA单克隆抗体，利用免疫反应固定磁珠和抗原；研究磁场作用下磁珠磁化产生的磁场分布、磁珠之间的相互作用对GMI传感器性能的影响；通过对磁珠分布、数量的可控研究，获得GMI传感器探测磁珠的灵敏度、探测极限等信息，研究对肿瘤标志物如甲胎蛋白、癌胚抗原的检测，为研制新型重大疾病诊断与预警系统提供科学依据。

研究基于免疫反应和巨磁阻效应的血清肿瘤标志物的新型检测方法。从麦克斯韦方程和磁化强度进动方程出发，建立了软磁材料巨磁阻抗效应的理论分析模型，为GMI传感器的制作提供指导。 .采用磁控溅射方法和电镀工艺制备了NiFe薄膜和多层膜，研究了制备条件对材料磁性能和GMI效应的影响。采用微细加工工艺制备了不同结构、不同形状的NiFe薄膜和FeNi/Cu/FeNi多层膜及单条状、曲折状Co基非晶薄带传感器。.利用MEMS技术制备Co基薄带GM传感器和微流控芯片，设计制作了一种基于磁性纳米粒子标签的微流控芯片系统，用于 HPV16/18 型的分型检测。另外，选用RGD环肽作为胃癌细胞中αv3整合素的靶向配体及Fe3O4纳米粒子作为磁性标签，利用GMI传感器实现了对不同胃癌细胞样本的检测。.采用GMI传感器实现了对不同种类磁珠、不同浓度的磁珠的检测。在分离式检测中，随磁珠数量的增加，GMI传感器的性能下降；相反，在原位检测时，由于磁珠的存在，显著提高了传感器的GMI效应，检测灵敏度达到了约90个磁珠。.采用GMI感器和磁性标签实现了对血清肿瘤标志物的检测。研究了Au膜上多种自组装膜技术如巯基丙酸、11巯基十一烷酸等的自组装膜工艺，采用XPS、AFM、SEM等对自组装膜和磁性纳米粒子进行了检测分析。研究了肿瘤标志物如甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）单克隆抗体的固定技术，利用磁珠表面上偶联的链霉亲合素、生物素修饰的AFP抗体、CEA抗体等，通过免疫反应过程亲合素-生物素、抗原-抗体反应实现了对AFP、CEA抗原的检测。研究了传感器的GMI效应与磁珠的浓度、外磁场大小、频率等之间的关系，研究表明，原位检测的灵敏度达到了1ng/ml水平，磁性纳米粒子的存在显著提高了GMI传感器的高频性能。另外，在分离式检测中，GMI传感器检测AFP和CEA抗原的灵敏度可达1pg/ml水平，分离式检测适合超灵敏检测。研究表明，GMI传感器在生物标志物检测具有潜在的应用价值，为研制新型重大疾病诊断与预警系统提供科学依据。