對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，如果現(xiàn)成的商品化芯片不能滿足研究需要，而自行設(shè)計(jì)向廠家定做芯片也不能滿足時(shí)間的需要時(shí)，就需要自制芯片。要成功的制作芯片，需要準(zhǔn)備3大材料：準(zhǔn)備固定在芯片上的生物分子樣品、芯片片基和的制作芯片的儀器。研究目的不同，期望制作的芯片類(lèi)型不同，制備芯片方法也不盡相同，以DNA芯片為例，基本上可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是原位合成（即在支持物表面原位合成寡核苷酸探針），適用于寡核苷酸；一類(lèi)是預(yù)合成后直接點(diǎn)樣多用于大片段DNA，有時(shí)也用于寡核苷酸，甚至mRNA。
原位合成有兩種途徑，一是原位光刻合成，該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以用很少的步驟合成極其大量的探針陣列。某一含N個(gè)核苷酸的寡聚核苷酸，通過(guò)4×N個(gè)化學(xué)步驟能合成出4N個(gè)可能結(jié)構(gòu)。例如合成想要8核苷酸探針，通過(guò)32個(gè)化學(xué)步驟，8個(gè)小時(shí)可合成65，536個(gè)探針。而如果用傳統(tǒng)方法合成然后點(diǎn)樣，那么工作量的巨大將是不可思議的。同時(shí)，用該方法合成的探針陣列密度可高達(dá)到106/cm2。
另一種原位合成是壓電打印法(Piezoelectric printing)。原理與普通的彩色噴墨打印機(jī)相似，所用技術(shù)也是常規(guī)的固相合成方法。不過(guò)芯片噴印頭和墨盒有多個(gè)，墨盒中裝的是四種堿基合成試劑。噴印頭可在整個(gè)芯片上移動(dòng)。支持物經(jīng)過(guò)包被后，根據(jù)芯片上不同位點(diǎn)探針的序列需要將特定的堿基噴印在芯片上特定位置。沖洗、去保護(hù)、偶聯(lián)等則同于一般的固相合成技術(shù)。該技術(shù)采用的化學(xué)原理與傳統(tǒng)的DNA固相合成一致，因此不需要特殊制定備的化學(xué)試劑。每步產(chǎn)率可達(dá)到99%以上，可以合成出長(zhǎng)度為40到50個(gè)堿基的探針。
盡管如此，原位合成方法仍然比較復(fù)雜，除了在基因芯片研究方面享有盛譽(yù)的Affymetrix等公司使用該技術(shù)合成探針外，其它中小型公司大多使用合成點(diǎn)樣法。
點(diǎn)樣法是將預(yù)先通過(guò)液相化學(xué)合成好的探針、或PCR技術(shù)擴(kuò)增cDNA或基因組DNA經(jīng)純化、定量分析后，通過(guò)由陣列復(fù)制器（arraying and replicating device ARD）或陣列點(diǎn)樣機(jī)（arrayer）及電腦控制的機(jī)器人，準(zhǔn)確、快速地將不同探針樣品定量點(diǎn)樣于帶正電荷的尼龍膜或硅片等相應(yīng)位置上（支持物應(yīng)事先進(jìn)行特定處理，例如包被以帶正電荷的多聚賴酸或氨基硅烷），再由紫外線交聯(lián)固定后即得到DNA微陣列或芯片。點(diǎn)樣的方式分兩種，其一為接觸式點(diǎn)樣，即點(diǎn)樣針直接與固相支持物表面接觸，將DNA樣品留在固相支持物上；其二為非接觸式點(diǎn)樣，即噴點(diǎn)，它是以壓電原理將DNA樣品通過(guò)毛細(xì)管直接噴至固相支持物表面。打印法的優(yōu)點(diǎn)是探針密度高，通常1平方厘米可打印2,500個(gè)探針；缺點(diǎn)是定量準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性不好，打印針易堵塞且使用壽命有限。噴印法的優(yōu)點(diǎn)是定量準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，使用壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是噴印的斑點(diǎn)大，因此探針密度低，通常只有1平方厘米400點(diǎn)。點(diǎn)樣機(jī)器人有一套計(jì)算機(jī)控制三維移動(dòng)裝置、多個(gè)打印/噴印頭、一個(gè)減震底座，上面可放內(nèi)盛探針的多孔板和多個(gè)芯片。根據(jù)需要還可以有溫度和濕度控制裝置、針洗滌裝置。打印/噴印針將探針從多孔板取出直接打印或噴印于芯片上。檢驗(yàn)點(diǎn)樣儀是否優(yōu)秀的指標(biāo)包括點(diǎn)樣精度、點(diǎn)樣速度、一次點(diǎn)樣的芯片容量、樣點(diǎn)的均一性、樣品是否有交叉污染及設(shè)備操作的靈活性、簡(jiǎn)便性等等。
