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磁免疫生物传感器是一种能应用于快速诊断、高通量药物筛选等的敏感检测元件，能在海关进出口检疫、军事装备场合、环境检测等场合作快速检测，具有极大的应用前景。本文中的自旋阀基磁标记免疫生物传感器是利用巨磁致电阻器件(自旋阀)对磁场变化非常敏感这一特性，结合具有生物免疫特性的磁微球的优点，达到实现快速检测病原体等生物体的目的。
自旋阀基磁标记免疫生物传感器技术平台主要由五个关键部分构成：GMR自旋阀芯片、氨基生物固定层、生物分子的固定、免疫磁微球和检测系统。类金刚石薄膜应用于生物传感器自旋阀换能器表面保护层、保护膜表面的改性和生物传感器信号的检测是本论文的核心研究内容，本论文主要研究的内容：纳米级类金刚石薄膜的制备在自旋阀基磁免疫生物传感器表面的保护应用。研究分为以下三个部分：
1.纳米级类金刚石保护膜的制备在自旋阀基磁免疫生物传感器表面的应用。研究采用类金刚石薄膜作为磁免疫生物传感器的保护层，采用磁控溅射沉积及等离子增强化学气相沉积(PECVD)两种手段在传感器的换能器表面沉积产生类金刚石(DLC)保护膜，用于保护换能器表面，使其在后续工艺中具备耐腐蚀性能。通过SEM扫描电子显微镜等手段对薄膜进行形貌表征，以及用腐蚀性溶液的浸泡对其保护性能进行表征得到，类金刚石薄膜能够作为保护膜应用于磁免疫生物传感器的换能器表面。与本课题组以往有关含氨基碳膜的工作相比，本论文制备的类金刚石薄膜应用于自旋阀基磁免疫生物传感器具有以下优点：结构致密，均匀，薄膜的性质稳定，对戊二醛PBS溶液的可比耐腐蚀性能更强；与本课题组以往有关氟碳高分子膜的工作相比，类金刚石薄膜具有以下优点：在满足耐腐蚀性要求时，类金刚石薄膜所需厚度为100nm，而氟碳保护膜则要230nm以上。(薄膜厚度的减小能够提高后续实验的检测信号，例如采用直径为2.8μm的免疫磁珠，检测信号可以提高28％，而且粒径越小的磁珠，提高的幅度则越大。)
2.类金刚石保护膜表面的氨基改性。实验结果表明：类金刚石薄膜能够作为磁免疫生物传感器自旋阀换能器的保护膜，但类金刚石薄膜不具有生物相容性。本文采用磁过滤化学气相法在类金刚石薄膜表面沉积氨基生物固定层，对类金刚石薄膜进行表面氨基改性，改性后的类金刚石薄膜具有了生物相容性，能够作为磁免疫生物传感器的生物固定层。论文中采用傅立叶红外透射光谱及X射线光电子能谱(XPS)对氨基改性前后的类金刚石薄膜进行薄膜表征，表征结果证明氨基改性后的类金刚石保护膜表面成功挂接氨基功能基团(NH2-)。
3.待测生物分子(抗原、抗体)的固定及自旋阀基磁免疫生物传感器信号的检测。(1)采用双功能团试剂偶联法在具有生物固定层的GMR自旋阀芯片表面接挂羊抗牛IgG、牛IgG、和结合了protein G的免疫磁珠，得到自旋阀基磁免疫生物传感器的实例。(2)采用锁相放大检测技术，检测得到通过生物间免疫应答手段挂接到自旋阀表面的免疫磁珠引起传感器的信号，检测得到传感器的信号变化结果达到检测待测抗原的目的。(3)实验结果表明：在类金刚石薄膜表面进行生物固定层的安装和免疫磁微球的挂接，类金刚石薄膜表面的氨基改性是成功的。
本文的关键技术，是与集成工艺兼容的—磁控溅射及等离子增强化学气相沉积(PECVD)的手段制备具有保护性的、并可进行氨基改性的纳米级类金刚石保护膜。通过采用锁相放大检测技术对传感器信号进行定性、半定量检测而得到验证，目前该自旋阀基磁免疫生物传感器可以对待测抗原进行半定量的检测。实验结果表明，将类金刚石薄膜应用于磁免疫生物传感器表面作为保护膜的想法是可行的。