基因芯片的制造技術(shù)主要有原位合成技術(shù)和點(diǎn)樣技術(shù)。目前流行的基因芯片大致可分為以下四類：
(一).光引導(dǎo)原位合成DNA微陣列
光引導(dǎo)聚合技術(shù)是原位合成的主要技術(shù)，照相平板印刷技術(shù)（photolithography）與傳統(tǒng)的核酸、多肽固相合成技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。半導(dǎo)體技術(shù)中曾使用照相平板技術(shù)法在半導(dǎo)體硅片上制作微型電子線路。固相合成技術(shù)是當(dāng)前多肽、核酸人工合成中普遍使用的方法，技術(shù)成熟且已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。二者的結(jié)合為合成高密度核酸探針及短肽列陣提供了一條快捷的途徑。
光引導(dǎo)聚合技術(shù)是Affymetrix公司開發(fā)的專利技術(shù)，其光引導(dǎo)聚合技術(shù)制作DNA芯片，生產(chǎn)過(guò)程同電子芯片的生產(chǎn)過(guò)程十分相似。采用這種技術(shù)生產(chǎn)的基因芯片可以達(dá)到1×106/cm2的微探針排列密度，能夠在一片1厘米多見方的片基上排列幾百萬(wàn)個(gè)寡聚核苷酸探針。并且其不僅可以用于寡聚核苷酸的合成，也可用于合成寡肽分子。因此，Affymetrix公司也就成了基因芯片領(lǐng)域的“INTEL”。
Affymetrix公司是第一家有商品化診斷芯片上市的公司，目前該公司上市 的基因芯片按用途可分為三大類，分別為基因表達(dá)芯片、基因多態(tài)性分析芯片和疾病診斷芯片，基因表達(dá)分析芯片和基因多態(tài)性分析芯片主要用于研究機(jī)構(gòu)和生物制藥公司，可以用來(lái)尋找新基因、基因測(cè)序、疾病基因研究、基因制藥研究、新藥篩選等許多領(lǐng)域，Affymetrix公司主要生產(chǎn)通用寡聚核苷酸芯片；疾病診斷芯片則主要用于醫(yī)學(xué)臨床診斷，包括各種遺傳病和腫瘤等，目前Affymetrix公司生產(chǎn)三種商品化診斷芯片，分別為p53基因突變?cè)\斷芯片、艾滋病病毒基因基因突變?cè)\斷芯片和細(xì)胞色素P450基因突變?cè)\斷芯片。
(二).微電子芯片
微電子芯片的多位點(diǎn)電控陣列并含獨(dú)立可尋址檢測(cè)區(qū)域的微電子基因芯片，其基質(zhì)全部以硅、鍺與基礎(chǔ)的半導(dǎo)體材料，在其上構(gòu)建25-400個(gè)微鉑電極位點(diǎn)，各位點(diǎn)可由計(jì)算機(jī)獨(dú)立或組合控制。無(wú)論在芯片制造或成品芯片檢測(cè)，均可通過(guò)相似微電極的電場(chǎng)變化來(lái)使核酸結(jié)合，引入"電子嚴(yán)謹(jǐn)度"參數(shù)使芯片檢測(cè)通過(guò)靶、探針序列特征和使用者要求來(lái)控制雜交過(guò)程中的嚴(yán)格性。這種微電子基因芯片具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1．電場(chǎng)定位過(guò)程能選擇性地轉(zhuǎn)運(yùn)帶電荷DNA分子，通過(guò)每個(gè)微電極位點(diǎn)的電場(chǎng)正負(fù)、強(qiáng)弱變化，能準(zhǔn)確有效地隨意調(diào)控芯片表面的核酸，既可將核酸結(jié)合在微電極位點(diǎn)上，也可以使核酸轉(zhuǎn)運(yùn)出來(lái)。
2．通過(guò)電場(chǎng)變化能加快DNA雜交速率，通過(guò)導(dǎo)入正電場(chǎng)后，可以大大加快待測(cè)核酸同已知探針的結(jié)合速率，減少了雜交反應(yīng)時(shí)間，同普通的"被動(dòng)"雜交反應(yīng)的幾小時(shí)相比，這種"主動(dòng)"雜交反應(yīng)僅僅幾秒鐘就可完成。另外電場(chǎng)變化又可有效地去除未結(jié)合游離分子，減少未結(jié)合熒光信號(hào)干擾。
3．通過(guò)電子嚴(yán)謹(jǐn)度可有效地控制雜交過(guò)程中的錯(cuò)配度，雜交錯(cuò)配的程度，對(duì)不同的要求上要給以不同的電場(chǎng)就可以符合不同的電子嚴(yán)謹(jǐn)度，這對(duì)核酸雜交嚴(yán)格度可以非常靈活地控制，這可以非常準(zhǔn)確地進(jìn)行SNP檢測(cè)。
(三).微量點(diǎn)樣DNA微陣列
微量點(diǎn)樣技術(shù)是目前大部分基因芯片公司使用的流行方法。就是指將許多特定的寡核苷酸片段或基因片段有規(guī)律地排列固定于支持物（如膜、硅片、陶瓷片及玻片）上，然后通過(guò)類似于Northern，Southern的方法與待測(cè)的標(biāo)記樣品按堿基配對(duì)原理進(jìn)行雜交，再通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行掃描，并用相應(yīng)軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較和檢測(cè)，得到所需的大量信息，進(jìn)行基因的高通量、大規(guī)模、平行化、集約化的信息處理和功能研究。其主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便宜行，技術(shù)要求較低，并且探針不受探針?lè)肿哟笮》N類的限制，能夠靈活機(jī)動(dòng)地根據(jù)使用者的要求制作出符合目的的芯片。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)研究中具有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。
其實(shí)微量點(diǎn)樣DNA微陣列的制造和ELISA板的制造有相當(dāng)?shù)睦淄�，只是其包被的物不同，每一個(gè)小的點(diǎn)都相當(dāng)于一個(gè)包被孔。因此，我們知道的一些ELISA包被問(wèn)題，對(duì)微量點(diǎn)樣DNA微陣列的點(diǎn)樣也是同樣的。
對(duì)于ELISA來(lái)說(shuō)，尋找合適的載體是重要的，同樣微量點(diǎn)樣DNA微陣列也是如此。比較各種載體的優(yōu)缺點(diǎn)，表面經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的玻片用得最多，主要是它具有其他載體所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)：DNA樣品可共價(jià)結(jié)合在玻片表面；玻片是一種持久的載體，它可耐受高溫和高離子強(qiáng)度；玻片具有不可浸潤(rùn)性，使雜交體積降低到最小，因此提高了退火時(shí)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)；玻片的熒光信號(hào)本底低，不會(huì)造成很強(qiáng)的背景干擾；玻璃芯片可使用雙熒光甚至多熒光雜交系統(tǒng)，可在一個(gè)反應(yīng)中同時(shí)對(duì)兩個(gè)以上的樣本進(jìn)行平行處理。因此以玻璃為載體的芯片更具有發(fā)展和應(yīng)用的前景。
當(dāng)然，點(diǎn)樣是整個(gè)流程中最重要的，微量點(diǎn)樣DNA微陣列的點(diǎn)樣是依靠點(diǎn)樣儀來(lái)完成的，各種點(diǎn)樣儀點(diǎn)樣原理和優(yōu)點(diǎn)各有不同，生產(chǎn)這種設(shè)備的公司有很多，象美國(guó)的Genomicsolutions公司、英國(guó)的BioRobotics公司、美國(guó)的Cartesian公司和加拿大的Engineering公司等。
對(duì)于微量點(diǎn)樣技術(shù)生產(chǎn)的基因芯片來(lái)說(shuō)從儀器組成上可以分為點(diǎn)樣儀器、雜交裝置、檢測(cè)儀器和分析儀器，點(diǎn)樣儀器是否先進(jìn)決定芯片上的探針密度和結(jié)合牢固程度，雖然芯片的探針密度是一個(gè)很重要的指標(biāo)，達(dá)到極高密度的探針陣列是許多芯片生產(chǎn)公司夢(mèng)寐以求的目標(biāo)，但是具體的點(diǎn)樣密度根據(jù)使用者的目的來(lái)決定，而且還要考慮到隨后的雜交和檢測(cè)過(guò)程。衡量點(diǎn)樣裝置有幾個(gè)比較重要的指標(biāo)，如儀器整體設(shè)計(jì)、功能多樣性、芯片基質(zhì)多樣性、點(diǎn)樣穩(wěn)定性、點(diǎn)樣速度、點(diǎn)樣密度等等。
點(diǎn)陣器一般采用實(shí)心或空心點(diǎn)樣針，點(diǎn)樣方式有非接觸噴點(diǎn)（inkjet printing）和接觸點(diǎn)樣（Contact printing）兩種方式。目前，有兩種非接觸噴點(diǎn)技術(shù)用于DNA點(diǎn)樣，一種是用壓電晶體將液體從孔中噴出的壓電技術(shù)（piezoelectric technology），噴滴大小一般為50-500pl；另一種為注射器螺線管技術(shù)（syringe-solenoid technology），這種技術(shù)是通過(guò)高分辨率注射器泵和微螺線管閥門有機(jī)結(jié)合起來(lái)精確控制滴液的。
(四).其他
除了，以上三種常用技術(shù)以外，還用美國(guó)NIH、Caliper公司和Orchidbio公司等的技術(shù)也有所不同。Orchidbio公司研制了一種毛細(xì)管微流泵芯片，在邊長(zhǎng)2英寸的芯片上集成了144個(gè)微室，分別由流入孔、反應(yīng)室、循環(huán)管和廢液流出孔組成，這種芯片不但可以用于基因診斷和分析，還可用于合成化學(xué)，就象一個(gè)微小的自動(dòng)生化分析儀，呵呵。利用芯片的微指結(jié)構(gòu)，Caliper公司的芯片可以用作細(xì)胞分選器，能夠利用血細(xì)胞體積和變形性等特點(diǎn)可以很容易地把紅細(xì)胞和白細(xì)胞分開.NIH研制微型芯片反應(yīng)器可以很快地完成一系列生化反應(yīng)。
