Dans les domaines biomédicaux tels que le séquençage génétique, le diagnostic des maladies, le dépistage des médicaments, etc., les biopuces ont réalisé la percée "une goutte d'échantillon, plusieurs tests" grâce aux avantages de "haut débit, haute sensibilité, miniaturisation", et le cœur de tout cela provient du processus de traitement de précision derrière lequel la microélectronique, la micromécanique et la biotechnologie sont fusionnées. De la préparation du substrat de la puce à la fixation des biomolécules, le traitement des biopuces nécessite la construction de structures et de fonctions complexes à l'échelle du micron ou même du nanomètre, et la précision et la fiabilité du processus à chaque étape déterminent directement l'efficacité et la précision de la détection des biopuces.

　　Processus de traitement des biopucesAu cœur se trouve le micro - usinage du substrat: créer une toile de détection. Le substrat de la Biopuce doit faire des microcanaux, des cellules de microréaction et d'autres structures par le processus de micro - traitement, fournissant un espace réactionnel miniaturisé pour la détection biologique. Actuellement, le courant principal utilise la technologie de lithographie et de gravure: le processus de lithographie utilise la lumière ultraviolette ou un faisceau d'électrons pour transférer le motif de microcanal sur la colle photolithographique à la surface du substrat, la précision de la largeur de ligne peut atteindre 1 - 10 μm, assurant la cohérence dimensionnelle des microcanaux; La gravure sèche ou humide élimine ensuite l'excès de matériau de substrat en fonction du motif, formant des microcanaux d'une profondeur de 10 à 100 μm, la rugosité de la paroi interne du canal doit être contrôlée à l'échelle nanométrique pour éviter d'affecter le flux de liquide avec l'adsorption de biomolécules. Par example, dans l'usinage du substrat d'une puce à Gènes, il est nécessaire de réaliser des sillons de microréseaux régulièrement espacés, fournissant des sites de précision pour la fixation ultérieure des molécules sondes; Dans les puces microfluidiques, un réseau complexe de microcanaux doit être réalisé par un processus de photolithographie et de collage multicouches, assurant un flux et une réaction précis du liquide dans la puce.

Deuxièmement, la biofonctionnalisation: donner à la puce la capacité de détecter. Une fois la microstructure du substrat terminée, les molécules de sonde doivent être fixées à la surface de la puce par un processus de biofonctionnalisation, ce qui est essentiel pour la détection spécifique des biopuces. Tout d'abord, un traitement de modification de la surface du substrat - par exemple, l'application d'un agent de couplage Silane sur la surface du substrat en verre, l'introduction de groupes actifs Amino ou carboxyliques, l'amélioration de la stabilité de liaison des molécules de la sonde; Par la suite, l'application de la méthode d'échantillonnage ponctuel pour la précision moléculaire de la sonde goutte à goutte sur le site de micromatrice, la précision de l'échantillonnage ponctuel doit être contrôlée à ± 5 μm, afin d'assurer une concentration uniforme de la sonde à chaque site; Enfin, la fixation ferme des molécules de la sonde est obtenue par des processus tels que la cuisson, la réticulation, etc., évitant la chute pendant la détection. Dans le cas d'une puce protéique, par exemple, la sonde d'anticorps doit être liée à la surface du substrat par une liaison covalente, et l'efficacité de liaison doit être supérieure à 90% pour assurer une capture hautement sensible de l'antigène cible.

Enfin, l'encapsulation et l'intégration: la puce de garantie "fonctionne de manière stable". La Biopuce doit réaliser l'échantillonnage par Encapsulation, la détection du signal et la connexion avec des dispositifs externes, tout en évitant la contamination extérieure. Le processus d'encapsulation doit intégrer l'entrée d'échantillon, la sortie d'échantillon et la fenêtre de détection sur la surface de la puce, en utilisant la technologie de soudage au laser ou de collage à basse température pour sceller la plaque de couverture et le substrat, la force d'étanchéité doit assurer la puce sous une pression de 1 à 5 ATM sans fuite; Pour les puces nécessitant une détection optique, la fenêtre de détection doit adopter un matériau de quartz ou de saphir à haute transmission lumineuse, afin d'éviter la perte de signal lumineux; En outre, certaines biopuces doivent également intégrer des capteurs miniatures avec des circuits de traitement du signal, permettant une intégration de « détection - conversion de signal - sortie de données», par exemple dans une puce de séquençage génétique, où un capteur d'image CMOS intégré peut capturer en temps réel le signal de fluorescence pendant la synthèse de l'ADN, améliorant considérablement l'efficacité du séquençage.

Avec le développement de la médecine de précision et de la médecine personnalisée, le processus de traitement des biopuces évolue vers un « flux plus élevé, une sensibilité accrue et un coût inférieur». De la précision à l'échelle nanométrique du micro - usinage des substrats à la haute spécificité de la biofonctionnalisation, en passant par l'intelligence de l'intégration de l'encapsulation, chaque étape de l'innovation technologique conduit à une large application des biopuces dans des domaines tels que le diagnostic clinique, la recherche et le développement de médicaments, etc.