Em áreas biomédicas como sequenciamento genético, diagnóstico de doenças e triagem de medicamentos, os biochips com a vantagem de "alto fluxo, alta sensibilidade e miniaturização" alcançaram o avanço de "uma gota de amostra, vários testes", e o núcleo de tudo isso vem da fusão de processos de processamento de precisão de microeletrônica, micromaquinaria e biotecnologia por trás. Desde a preparação do substrato do chip até a fixação das biomoléculas, o processamento de biochips requer a construção de estruturas e funções complexas em escala de mícrons ou até mesmo nanometros, e a precisão e confiabilidade de cada etapa do processo determinam diretamente a eficiência e a precisão da detecção de biochips.

　　Processo de processamento de biochipsO núcleo é o microprocessamento do substrato: criar uma tela de teste. O substrato do biochip precisa produzir microcanais, piscinas de microreação e outras estruturas através do processo de microprocessamento, fornecendo espaço de reação miniaturizado para a detecção biológica. Atualmente, a tecnologia de fotogravura e gravura é usada: o processo de fotogravura usa luz ultravioleta ou feixe de eletrônicos para transferir o padrão de microcanal para a cola fotogravura da superfície do substrato, com uma precisão de largura de linha de até 1-10 μm para garantir a consistência dimensional do microcanal; Gravação seca ou molhada, de acordo com o padrão, remove o material de substrato excessivo, formando um microcanal de profundidade de 10-100 μm, a rugosidade da parede interna do canal deve ser controlada em nanoescala para evitar afetar o fluxo de líquido e a adsorção biomolécular. Por exemplo, no processamento de substratos de chips genéticos, é necessário criar ranhuras de micromatriz com espaços uniformes para fornecer locais precisos para a subsequente fixação das moléculas da sonda; No caso dos microfluidos, a complexa rede de microcanais é realizada através de um processo de gravura e ligação de múltiplas camadas para garantir que o líquido flua e reaga com precisão dentro do chip.

Em segundo lugar, a biofuncionalização: capacitar a detecção de chips. Após a conclusão da microestrutura do substrato, as moléculas da sonda devem ser fixadas na superfície do chip através de um processo de biofuncionalização, o que é fundamental para a detecção específica do biochip. Primeiro, é necessário modificar a superfície do substrato - por exemplo, revestir o acoplador de silano na superfície do substrato de vidro, introduzir grupos ativos amino ou carboxilo para melhorar a estabilidade de ligação das moléculas da sonda; A precisão da amostragem deve ser controlada em ± 5 μm para garantir que a concentração da sonda seja uniforme em cada local. Finalmente, a fixação firme das moléculas da sonda é alcançada por meio de processos como cozimento, cruzamento e outros, evitando a queda durante o processo de detecção. Tomando o chip de proteína como exemplo, a sonda de anticorpos deve ser ligada à superfície do substrato por meio de ligações covalentes, com eficiência de ligação superior a 90% para garantir a captura de alta sensibilidade ao antígeno alvo.

Finalmente, a embalagem e a integração: garantir o "trabalho estável" do chip. Os biochips precisam ser encapsulados para amostragem e detecção de sinais conectados a dispositivos externos, evitando a poluição externa. O processo de embalagem deve integrar a entrada de amostra, a saída e a janela de detecção na superfície do chip, usando a soldadura a laser ou a tecnologia de ligação a baixa temperatura para selar a tampa e o substrato, a força de vedação deve garantir que o chip não vaze sob pressão de 1-5atm; Para chips que precisam de inspeção óptica, a janela de deteção deve usar materiais de quartzo ou zafiro com alta transmitência de luz para evitar a perda de sinal de luz; Além disso, alguns biochips também precisam integrar microsensores com circuitos de processamento de sinal para a integração de "detecção-conversão de sinal-saída de dados", por exemplo, em chips de sequenciamento genético, os sensores de imagem CMOS integrados capturam sinais fluorescentes durante a síntese de DNA em tempo real, melhorando significativamente a eficiência do sequenciamento.

Com o desenvolvimento de cuidados médicos de precisão e diagnósticos personalizados, os processos de processamento de biochips estão se atualizando em direção a "maior fluxo, maior sensibilidade e menor custo". Desde a precisão em nanoescala do microprocessamento do substrato até a alta especificidade da biofuncionalização até a inteligência da integração de embalagens, cada passo da inovação tecnológica impulsiona a ampla aplicação de biochips em áreas como diagnóstico clínico e desenvolvimento de medicamentos.