中文名：磁敏免疫分析
英文名：Magnetic Immunoassay （MI）
磁敏免疫分析是繼放射免疫分析、酶聯免疫分析、螢光免疫分析、膠體金免疫分析、化學發光免疫分析等之後出現的一種新型免疫分析技術。
經典的免疫學基於抗體的發現奠定於19世紀末，當時的免疫分析是藉助顯微鏡觀察免疫反應後形成的絮狀漂浮物或沉澱的多少進行主觀粗略估計的，隨後出現了濁度分析技術，可較客觀地反應免疫反應程度，但準確性較差，特別是對於免疫反應程度較低或極低的的樣本，更是無能為力，這類免疫分析技術屬於直接法；伴隨著免疫反應研究的深入及成果其對疾病預防、診治等方面發揮的作用日益突顯，各種更快速、更準確、更方便的免疫分析技術也應運而生，這些技術均採用在抗體表面修飾某種便於被現代檢測技術精確檢出的物質（示蹤物），如發光物質、吸光物質、放射性物質、導磁物質等，通過儀器檢測出抗體表面示蹤物的多少，便可檢測出抗體的多少， 這類免疫分析技術屬於間接法。
磁敏免疫分析技術採用間接法，基於巨磁阻（GMR, Giant Magneto Resistance） 晶片的巨磁阻效應檢測納米導磁鐵珠（免疫磁珠）含量，從而定量解析出樣本中待檢抗體含量。
基本介紹
- 中文名：磁敏免疫分析
- 外文名：Magnetic Immunoassay （MI）
技術原理,特點,使用優點,發展與前景,
技術原理
磁敏免疫分析技術硬體構成上講，包括以下兩大部分：
a. 試劑盒（免疫反應室），由免疫學反應腔、基於GMR陣列構成的生物晶片、信號輸出接口電路構成。從檢測系統上劃分，屬於信號生成單元；
b. 信號檢測器，由主控電腦、信號採集電路、信號分析軟體、螢幕及列印輸出等單元模組構成。從檢測系統上劃分，屬於信號檢出單元。
試劑盒的信號生成過程分解如下：
a. 注入待測樣本，樣本流經固化於GMR晶片表面針對待測抗原修飾的特異性抗體塗層；
b. 樣本中的待測抗原與晶片塗層進行特異性結合；
c. 注入表面經特異性抗體修飾的納米免疫磁珠，磁珠與待測抗原特異性結合；
d. 清洗，徹底剔除未經免疫學反應的剩餘磁珠及樣本殘餘物；
經過上述4步，目標磁珠已經固化於GMR晶片表面了，晶片是通過什麼原理定量感應磁珠呢？
這就涉及到GMR的巨磁阻效應了，該效應即為磁敏免疫分析技術的的核心原理：
簡單地說，巨磁阻效應就是GMR的電阻會隨著外加磁場的變化而劇烈變化。巨磁阻是一種量子力學效應，它產生於層狀的磁性薄膜結構。 這種結構是由鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成。當鐵磁層的磁矩相互平行時，載流子與自旋有關的散射最小，材料有最小的電阻。當鐵磁層的磁矩為反平行時，與自旋有關的散射最強，材料的電阻最大。上下兩層為鐵磁材料，中間夾層是非鐵磁材料。鐵磁材料磁矩的方向是由加到材料的外磁場控制的，因而較小的磁場也可以得到較大電阻變化的材料。
免疫反應後結合在GMR晶片表面的磁珠，會改變GMR晶片表面的磁場強度，在巨磁阻效應下，通過檢測儀器檢出GMR電阻的變化量，便可映射出磁珠的數量，從而定量解析出目標抗體的含量。
特點
a. 檢測感測器工作機理：
與傳統的放射免疫分析、酶聯免疫分析、螢光免疫分析、膠體金免疫分析、化學發光免疫分析等技術相比，傳統免疫技術從物理測量學上巨觀理解，感測器套用的都是光電效應，磁敏免疫技術的感測器獨闢蹊徑地套用了巨磁阻效應。
b. 檢測檢測感測器與示蹤物的空間關係：
傳統基於光電效應的免疫分析技術中，感測器與示蹤物之間均有空間距離，需要進行精確的出廠設定和日常維護才可保證測量的準確性和穩定性，各部件要求有較高的機械魯棒性；而對於磁敏免疫技術，示蹤物與感測器表面零距離固相結合，無需相對位置校準環節。
使用優點
b. 免樣本機械定位：由於磁珠平鋪於GMR感測器表面，形成天然定位，不受人工操作及自動化機械誤差影響；而傳統免疫學中採用的光學測量受此影響嚴重，需出廠調校與定期維護。
c. 易於擴展：磁敏免疫中的單個GMR感測器半徑為微米級，屬於多層薄膜積體電路加工工藝，極小面積內可集成大量獨立感測器，便於實現單項分子靶標的多位點複測，或實現多項分子靶標的同時檢測；傳統免疫分析技術由於光學組件體積限制，或樣本反應腔體機械尺寸限制，較難實現多位點同時檢測，即使有多點位檢測，也是通過機械位移實現的序列化分時檢測。
發展與前景
美國海軍實驗室於1998年率先提出利用GMR效應和免疫磁標記實現GMR生物感測器的構想，他們通過測量DNA、抗原-抗體、施體和受體等實驗，證明了GMR感測器在生物檢測領域套用的可行性，拉開了磁敏免疫分析技術的序幕。
除了美國海軍實驗室外，美國NVE公司，美國史丹福大學、德國比勒非爾德大學、葡萄牙里斯本大學等也對GMR生物感測器套用於磁敏免疫分析展開研究；在國內，對GMR生物感測器和磁敏免疫分析展開研究的有中國科學院、清華大學、電子科技大學等。
磁敏免疫分析集生物技術、半導體技術、磁性薄膜技術以及微弱信號檢測技術於一身，通過對免疫磁標記的檢測，可精確判定待檢試液的成分及所含成分的濃度等情況，是新型感測器在生物檢測領域的一次成功創新。由於它具有靈敏度高、分辨力強、價格低廉、設備小型化及測量過程自動化程度高等諸多優點，在生命科學、醫學及國防等領域的套用潛力巨大。
目前，世界首款基於GMR生物感測器的磁敏免疫分系統 m16 已於2015年誕生，奠定了磁敏免疫分析技術從基礎研究階段成功邁向商業化、實用化階段的里程碑。 m16 磁敏免疫分析系統是集生物晶片技術、微流控技術、雙抗夾心技術、納米材料與技術、臨床免疫學、電磁學、電子學、機械工程學、軟體工程學等於一體，基於POCT概念系統集成的一款高端臨床免疫分析系統。隨著該系統檢測精度高、檢測範圍寬、抗干擾能力強、操作使用方便、免維護的特性被市場認可，必將進一步推動磁敏免疫分析技術的深入發展與廣泛套用。
