生物芯片技術(shù)仍然存在著許多難以解決的問題,,例如技術(shù)成本昂貴,、復雜、檢測靈敏度較低,、重復性差,、分析泛圍較狹窄等問題。這些問題主要表現(xiàn)在樣品的制備,、探針合成與固定,、分子的標記、數(shù)據(jù)的讀取與分析等幾個方面,。同時如何實現(xiàn)制備的機械化,、標準化、規(guī)?;?、低成本化也是下一步技術(shù)先機爭奪的熱點。相關(guān)學科的發(fā)展和學科間的協(xié)作也是生物芯片技術(shù)下一步取得重大進展的關(guān)鍵所在,。
蛋白質(zhì)芯片還面臨著諸多挑戰(zhàn),,未來的發(fā)展重點集中在以下幾個方面:(1)建立快速、廉價,、高通量的蛋白質(zhì)表達和純化方法,,高通量制備抗體并定義每種抗體的親和特異性,;第一代蛋白檢測芯片將主要依賴于抗體和其他大分子,顯然,,用這些材料制備復雜的芯片,,尤其是規(guī)模生產(chǎn)會存在很多實際問題,理想的解決辦法是采用化學合成的方法大規(guī)模制備抗體,。(2) 改進基質(zhì)材料的表面處理技術(shù)以減少蛋白質(zhì)的非特異性結(jié)合,。(3) 提高芯片制作的點陣速度;提供合適的溫度和濕度以保持芯片表面蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性及生物活性,。(4) 研究通用的高靈敏度,、高分辨率檢測方法,實現(xiàn)成像與數(shù)據(jù)分析一體化,。
另外,,微流路芯片、芯片實驗室與微陣列芯片技術(shù)并駕齊驅(qū),,是生物芯片技術(shù)的三駕馬車,,并逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。目前已經(jīng)商品化的生物芯片多為微陣列芯片,,而微流路芯片和芯片實驗室正處于研究階段,。
據(jù)專業(yè)人士稱,目前國外生物芯片的研究重心已經(jīng)轉(zhuǎn)移到微流路芯片,,微流路芯片是相對于微陣列芯片而言的,,核心是在片基上刻出若干根微通道作為一系列生物檢測反應的發(fā)生地。隨著微型機電技術(shù)(MEMS),、X光深層曝光微電鑄復制LIGA技術(shù)和納米技術(shù)的引入和應用,,微流路芯片的集成化程度越來越高,已有在一塊片基上刻出96根微通道的報道和產(chǎn)品(www.aclara.com),。芯片上的多系統(tǒng)集成(樣品處理,、PCR、電用分離,、片上監(jiān)測自動化與計算機化)與陣列生物芯片共同形成了生物微芯片的發(fā)展趨勢,,并逐步形成了Bio-MEMS、Bio-LIGA等概念,。