遺伝子配列測定、疾病診断、薬物スクリーニングなどの生物医学分野では、バイオチップは「高スループット、高感度、マイクロ化」の優位性によって、「一滴のサンプル、複数の検査」の突破を実現したが、このすべての核心は、その背後にマイクロ電子、マイクロ機械とバイオ技術を融合させた精密加工技術に由来する。チップ基板の製造から生体分子の固定まで、バイオチップ加工はミクロンまたはナノスケールで複雑な構造と機能の構築を完了する必要があり、各工程の精度と信頼性は、バイオチップの検出効率と正確性を直接決定する。

　　バイオチップ加工技術の核心は基板マイクロ加工：検出キャンバスを作ることである。バイオチップの基板はマイクロ加工プロセスを通じてマイクロチャネル、マイクロ反応池などの構造を作製し、生物検査にマイクロ化反応空間を提供しなければならない。現在主流はフォトリソグラフィとエッチング技術を採用している：フォトリソグラフィ技術は紫外光あるいは電子ビームを利用して、マイクロチャネルパターンを基板表面のフォトレジスト上に転送して、線幅精度は1-10μmに達することができて、マイクロチャネルの寸法一致性を確保する、ドライエッチングまたはウェットエッチングでは、パターンに基づいて余分な基板材料を除去し、深さ10 ~ 100μmのマイクロチャネルを形成し、チャネル内壁の粗さをナノスケールに制御し、液体の流れと生体分子の吸着に影響を与えないようにする必要がある。例えば、遺伝子チップの基板加工において、間隔の均一なマイクロアレイ溝を作製し、後続の固定プローブ分子に正確な位置を提供する必要がある、マイクロフロー制御チップにおいて、複雑なマイクロチャネルネットワークは多層リソグラフィと結合プロセスを通じて実現し、チップ内で液体の正確な流動と反応を確保する必要がある。

次に生物機能化：チップ検出能力を付与する。基板の微細構造が完成した後、生物機能化プロセスを通じてチップ表面にプローブ分子を固定する必要があり、これは生物チップが特異的な検出を実現する鍵である。まず、ガラス基板表面にシランカップリング剤を塗布し、アミノ基またはカルボキシル基活性基を導入し、プローブ分子の結合安定性を高めるなどの基板表面の改質処理を行う必要がある、その後、サンプリング法を用いてプローブ分子をマイクロアレイ部位に精密に滴下し、サンプリング精度は±5μmに制御し、各部位のプローブ濃度が均一であることを確保する必要がある、最後にベーキング、架橋などのプロセスを通じてプローブ分子の強固な固定を実現し、検査中の脱落を回避する。蛋白質チップを例に、抗体プローブは共有結合を通じて基板表面に結合し、結合効率は90%以上を必要とし、目標抗原に対する高感度捕獲を確保することができる。

最後に、パッケージと統合：チップの「安定した動作」を保障する。バイオチップはパッケージを通じてサンプルの注入、信号検出と外部機器との接続を実現し、同時に外部汚染を回避する必要がある。パッケージ技術はチップ表面に注入口、注入口と検査窓を集積し、レーザー溶接あるいは低温結合技術を用いてカバープレートと基板を密封し、密封強度はチップが1-5 atm圧力で漏れないことを確保する必要がある、光学的な検出が必要なチップに対して、検出ウィンドウは光透過率の高い石英またはサファイア材料を採用し、光信号損失を回避する必要がある、また、一部のバイオチップはマイクロセンサと信号処理回路を集積し、「検出−信号変換−データ出力」の一体化を実現する必要がある。例えば、遺伝子配列決定チップでは、集積CMOSイメージセンサはDNA合成過程における蛍光信号をリアルタイムで捕捉し、配列決定効率を大幅に向上させることができる。

精密医療、個性化診療の発展に伴い、バイオチップ加工技術は「より高スループット、より高感度、より低コスト」の方向に進級している。基板のマイクロ加工のナノスケール精度から生物機能化の高い特異性、さらにパッケージ集積の知能化まで、技術革新の一歩ごとに生物チップの臨床診断、薬物研究開発などの分野での広範な応用を推進している。