在基因测序、疾病诊断、药物筛选等生物医学领域，生物芯片凭借“高通量、高灵敏、微型化”的优势，实现了“一滴样本、多项检测”的突破，而这一切的核心，源于其背后融合了微电子、微机械与生物技术的精密加工工艺。从芯片基板的制备到生物分子的固定，生物芯片加工需在微米甚至纳米尺度上完成复杂结构与功能的构建，每一步工艺的精度与可靠性，都直接决定生物芯片的检测效率与准确性。
生物芯片加工工艺的核心是基板微加工：打造检测画布。生物芯片的基板需通过微加工工艺制作微通道、微反应池等结构，为生物检测提供微型化反应空间。目前主流采用光刻与刻蚀技术：光刻工艺利用紫外光或电子束，将微通道图案转移至基板表面的光刻胶上，线宽精度可达1-10μm，确保微通道的尺寸一致性；干法刻蚀或湿法刻蚀则根据图案去除多余基板材料，形成深度为10-100μm的微通道，通道内壁粗糙度需控制在纳米级，避免影响液体流动与生物分子吸附。例如，在基因芯片的基板加工中，需制作间距均匀的微阵列凹槽，为后续固定探针分子提供精准位点；而在微流控芯片中，复杂的微通道网络需通过多层光刻与键合工艺实现，确保液体在芯片内精准流动与反应。
其次是生物功能化：赋予芯片检测能力。基板微结构完成后，需通过生物功能化工艺在芯片表面固定探针分子，这是生物芯片实现特异性检测的关键。首先需对基板表面进行改性处理——例如在玻璃基板表面涂覆硅烷偶联剂，引入氨基或羧基活性基团，增强探针分子的结合稳定性；随后采用点样法将探针分子精准滴加到微阵列位点上，点样精度需控制在±5μm，确保每个位点的探针浓度均匀；最后通过烘烤、交联等工艺实现探针分子的牢固固定，避免检测过程中脱落。以蛋白芯片为例，抗体探针需通过共价键与基板表面结合，结合效率需达90%以上，才能确保对目标抗原的高灵敏度捕获。
最后是封装与集成：保障芯片“稳定工作”。生物芯片需通过封装实现样本进样、信号检测与外部设备连接，同时避免外界污染。封装工艺需在芯片表面集成进样口、出样口与检测窗口，采用激光焊接或低温键合技术将盖板与基板密封，密封强度需确保芯片在1-5atm压力下无泄漏；针对需要光学检测的芯片，检测窗口需采用高透光率的石英或蓝宝石材料，避免光信号损失；此外，部分生物芯片还需集成微型传感器与信号处理电路，实现“检测-信号转换-数据输出”的一体化，例如在基因测序芯片中，集成CMOS图像传感器可实时捕捉DNA合成过程中的荧光信号，大幅提升测序效率。
随着精准医疗、个性化诊疗的发展，生物芯片加工工艺正朝着“更高通量、更高灵敏度、更低成本”方向升级。从基板微加工的纳米级精度到生物功能化的高特异性，再到封装集成的智能化，每一步技术创新都推动生物芯片在临床诊断、药物研发等领域的广泛应用。
