生物传感器在医学研究、临床诊断以及生态农业等领域的应用非常广泛。近年来，生物传感器一直是传感技术领域的研究热点。自从巨磁阻（GMR）效应被发现以后，基于巨磁阻效应的生物传感器成为生物传感器领域中的一个新的研究方向。巨磁阻生物传感器主要由GMR传感器和信号检测电路组成，其检测对象是含有免疫磁珠标记的生物样品。GMR传感器具有灵敏度高、探测范围宽、抗恶劣环境和制备成本低等优点，而且可以采用现有的微电子加工工艺制造，使得GMR传感器易于集成化。目前，巨磁阻材料有多层膜、自旋阀和隧道结等多种结构类型，用它们制作的GMR传感器均可用于生物样品的探测。用GMR生物传感器进行生物检测的一般步骤是：首先在传感器表面固定用于特定检测的生物探针；再将生物样品的目标分子与免疫磁珠结合完成磁标记；当完成磁标记的待测生物样品试液流过传感器表面时，样品试液中的目标生物成分将被固定在传感器表面的生物探针捕获；最后在施加的外部激励磁场的作用下免疫磁珠产生附加磁场，磁珠产生的附加磁场会使GMR传感器输出信号发生变化，从而实现对生物样品的探测。可见GMR传感器的直接检测对象是免疫磁珠，对免疫磁珠的检测水平将直接决定着对生物样品的检测量。除了GMR传感器以外，另一个影响检测性能的因素是信号检测电路。因为GMR生物传感器的输出信号十分微弱，为了提高检测灵敏度通常需要采用微弱信号检测技术对其进行检测。实验中常常采用锁相放大器对其进行检测。锁相放大器是利用信号的相关原理对信号进行检测，能最大限度地压缩带宽和抑制噪声，从而将掩埋在强噪声中的微弱信号提取出来，具有很高的稳定性和灵活性。但是商用锁相放大器存在着体积大、价格昂贵和不适合现场检测等缺点。因此根据GMR生物传感器输出信号的特点设计专用的弱信号检测电路有其实际的应用价值。本课题的工作目标是设计制作一个磁珠检测系统以实现磁珠的定性检测，主要工作如下：①根据自旋阀GMR传感器的工作原理及其特点，确定它的工作模式及其输出信号检测方法，提出了磁珠检测系统的总体设计方案。②根据检测系统的实际需要，设计制作亥姆霍兹线圈。③根据相关检测的原理，利用Matlab/Simulink软件对弱信号检测电路中相关检测电路进行了建模和仿真；在QuartusII11.0软件平台上完成了基于FPGA芯片的DDS电路控制、A/D转换电路控制等模块的逻辑设计；在此基础上进行了弱信号检测电路的硬件设计、并绘制了相应的PCB板图，完成了该电路的制作。④对弱信号检测电路进行了测试实验，测试结果表明所设计的信号检测电路对100mV的输出信号，误差小于0.5%。⑤搭建磁珠检测系统。首先对自旋阀GMR传感器进行了特性测试，确定其线性工作区域；然后进行了磁珠检测实验。磁珠检测实验结果表明：该系统能够实现磁珠的定性检测。