The present invention provides methods and apparatuses for detecting, measuring, or locating cells or substances present in even very low concentrations in vivo in subjects, using targeted magnetic nanoparticles and special magnetic systems. The magnetic systems can comprise magnetizing subsystems and sensors subsystems, including as examples SQUID sensors and atomic magnetometers. The magnetic systems can detect, measure, or location particles bound by antibodies to cells or substances of predetermined types. Example magnetic systems are capable of detecting sub-nanogram amounts of these nanoparticles.본 발명은 표적화된 자기 나노입자 및 특수 자기 시스템을 사용하여, 대상체의 생체내에서 심지어 매우 낮은 농도로 존재하는 세포 또는 물질을 검출하고, 측정하거나 위치결정하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 자기 시스템은 예로서 SQUID 센서 및 원자 자력계를 포함하는 자기 서브시스템 및 센서 서브시스템을 포함할 수 있다. 자기 시스템은 소정의 종류의 세포 또는 물질에 항체에 의해 결합된 입자를 검출하고, 측정하거나 위치결정할 수 있다. 예시적 자기 시스템은 이 나노입자의 서브나노그램 양을 검출할 수 있다.