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近年来,对生物分子的定性定量检测在环境监测、医学、生物学和药物筛选等领域起到了越来越重要的作用。人们设计出了各式各样的超灵敏生物传感器,其中基于磁性标签检测的巨磁阻（GMR）生物传感器,具有成本低,便携性好,灵敏度高,噪声低和即时检测等优点,得到了广泛的推广使用。GMR生物传感器的原理是,传感器通过生化反应捕获待测的生物分子,被相应分子标定的磁性标签与待测分子结合留在传感器表面激发弥散磁场,通过传感器对磁性标签弥散场的检测从而定量检测生物分子。因此,磁性标签各种性能直接影响检测的结果。适用于GMR生物传感器的磁性标签应具备磁化强度大、尺寸合适、粒径均匀和分散性好等优点。研究人员通过改进磁性标签的性能,实现了对检测性能（检出限、线性区间和信噪比等）的提升。本文主要围绕基于巨磁阻（GMR）生物传感器的磁性标签的设计和性能研究来展开工作:（1）针对超低浓度待测物的生物检测,通过化学固相烧结法制备了四种不同的铁氧体磁性标签（?-Fe2O3、NiFe2O4、CoFe2O4和NiZnFe2O4）,由于这些铁氧体磁性标签在测试的偏置场下具有较大的磁化强度Mbias,因此这些磁性标签在超低浓度生物检测领域表现了良好的性能,四种铁氧体磁性标签的检出限均为0.1 ng/mL,检出限得到了显著的降低。（2）针对GMR生物传感器的宽线性区间检测,制备了一系列的尺寸从80 nm到580 nm的自组装Fe3O4磁性标签。对于80 nm的磁性标签,得到了0.1 ng/mL的检出限和0.1?104 ng/mL的6个数量级的线性区间。这些样品由小的纳米颗粒自组装形成具有超顺磁性,不容易发生团聚,在宽线性区间检测领域表现出了极大的优势。通过理论计算,详细分析了磁性标签的尺寸和磁性能对GMR生物传感器检出限的影响,发现了粒径大小和磁矩是影响GMR生物传感器检出限的关键。（3）使用硅烷偶联剂APTES对GMR生物传感器进行表面改性,同时制备出了PEI修饰的Fe3O4磁性标签,以戊二醛为偶联剂实现了磁性标签在传感器表面的固定。通过检测和数据分析,发现了磁性标签结合过程中的损耗和磁性标签与传感器间距离的增加降低了传感器的灵敏度。（4）对自制的GMR生物传感器系统进行了重复性测试。首先根据不同浓度磁性标签的测试结果拟合出了该传感器的标准经验公式。然后对已知浓度的磁性标签进行测量,将测试结果进行数据处理。最后通过数学计算分析出测试浓度,对比测试浓度与实际浓度的差别,验证了自制GMR生物传感器测试结果的准确性。