用GMR阵列传感器进行生物检测，是以磁性颗粒为标记物，采用直接标记法或两步标记法，在施加一定方向的外加磁场的情况下，用磁敏传感器对磁性标记产生的寄生磁场进行检测，从而实现对生物目标定性定量分析。图3分别介绍了磁性标记法检测的具体步骤：直接标记法 如图3(a)所示，直接标记法是将标记物直接结合到探针上。首先在传感器表面结合特定的生物探针，再将已预先绑定磁性颗粒的样本溶液加入传感器的反应池中，溶液中特定的目标分子被探针捕获，完成标记。
    两步标记法 如图3(b)所示，以DNA检测为例，第一步将已知序列的DNA探针链结合在包埋了自旋阀传感器的芯片表面，加入用生物素标记的DNA目标链溶液，进行充分杂交；第二步，加入被抗生物素包裹的磁性颗粒，形成生物素一抗生物素共价键，从而选择性地捕获磁性标记。
    标记反应完成后，用外加梯度磁场将未参与标记的多余磁性颗粒分离，再施加激励磁场将磁标记(磁性颗粒)磁化，磁化的磁标记产生的寄生磁场引起传感器阻值的变化，从而导致反映生物反应的信号输出。

2 GMR生物检测系统设计
    当前，国际国内已经开展了基于不同技术的生物磁场检测设备研究，涉及自旋阀传感器(Spin Valves)、感应传感器(Inductive Sensors)、超导量子干涉仪(SQUIDs)、各向异性磁阻(AMR)环式传感器、小规模的霍耳组合传感器(Hall Crosses)以及隧道结(TMR)传感器等。
    1998年，作为美国国防部高级研究规划局(DAR-PA)支持项目，美国海军研究实验室与NVE公司合作，由David R．：Baselt等开展了基于巨磁阻技术的生物传感器研究，并设计制备了两代GMR传感器的磁珠阵列计数器(．BARcⅡ，BARcⅢ)进行生物杂交分析，并用于测量在单个分子水平上的DNA-DNA，以及抗体抗原对和受体一配体对的结合力。德国比勒菲尔德(Bielefeld)大学、美国佛罗里达州立大学、美国斯坦福大学、葡萄牙国立计算机系统与工程研究所(INESC一MN)等研究机构也相继开展了磁性传感器阵列的生物检测研究。国内多所高校和研究所，如中科院物理研究所、清华大学、同济大学例、电子科技大学、中山大学等，自2005年起，对巨磁阻生物传感器阵列设计、传感器材料的选取、磁性标记与传感器尺寸关系、输出信号处理等方面进行了广泛的研究，实现了单个纳米尺度颗粒的检测，并申请了相关的专利。
    上述研究中采用的阵列方案和传感器形态各异，从布局上可以类分为规则排列阵列或分区排列阵列；矩形传感器或蛇形传感器。
    图4(a)是Guanxiong Li等在约7 mm×8 mm的芯片表面上制备的自旋阀传感器阵列，阵列包含60个亚微米级的条形自旋阀传感器，呈2个纵列排列，每列30个传感器单元，每个单元两头通过ion束沉积厚约300 nm的铝作为引线，而中间未被覆盖的条形区域作为生物反应区，用于感应与其易轴同向的磁场分量。
    图4(b)是David R．Baselt等设计制备的含66个GMR单元的传感器阵列(BARCⅢ)，分为8个反应区，每区8个单元，可进行多路检测。其单元呈圆形，直径为200μm，由长8 mm宽1．6μm的电阻蛇形蜿蜒而成。