Биологические микрочипы (biochips) или, как их чаще называют — DNA microarrays, в настоящее время находят широкое применение в биологии, медицине, аналитической химии. Эффективность применения биочипов определяется возможностью упорядоченного размещением молекул биологически активных соединений на специальной подложке. Подложка (носитель для биочипа) чаще всего представляет собой пластинку из стекла (керамики), металла или полимерного материала. Стекло, металл и основная часть полимеров перед изготовлением микрочипов химически модифицируются с образованием на поверхности активных групп, способных связывать биологически активные соединения. Наиболее популярными являются поверхности с карбоксильными, амино, меркапто, альдегидными, изоцианатными, метакрилатными и др. группами. В ряде случаев удается иммобилизовать биологически активные соединения на полиамидных мембранах или на полистироле без их предварительной модификации.

Используемые в настоящее время материалы для изготовления подложек биочипов, а также способы изготовления на их основе биочипов имеют ряд существенных недостатков.

К основным недостаткам стеклянной подложки можно отнести следующие:

  • Относительная химическая неоднородность поверхности стекла, что при последующей химической модификации может привести к различию поверхностной концентрации химически активных групп, способных связывать биологически активные соединения на отдельных участках поверхности.
  • Высокая хрупкость и невысокая механическая прочность
  • Сравнительно высокая стоимость подложки с необходимым качеством поверхности.
  • Обязательная химическая обработка поверхности стекла для эффективной иммобилизации биологически активных молекул.

К основным недостаткам используемых в настоящее время полимерных материалов для изготовления подложек можно отнести следующие:

  • Поверхность полимеров требует предварительной химической модификации.
  • Пористая структура используемых в настоящее время полиамидных подложек накладывает ограничения на количество элементов биочипа в расчете на единицу поверхности.

Компания «ХимТехПолимер» разработала способ изготовления матриц (подложек) для биочипов, основанный на использовании специального полимерного покрытия, который содержит в своем составе необходимые функциональные группы. Данное покрытие может наноситься на любую твердую подложку (металл, стекло, полимерный материал). Применение покрытия обеспечивает равномерное распределение функциональных групп по поверхности подложки с концентрацией 1,2-1,5 группы на 1 нм2 поверхности.

Носители для биочипов.

К достоинствам матриц для биочипов, полученных данным способом можно отнести:

  • высокая поверхностная концентрация функциональных групп в рабочем слое биочипа,
  • низкая стоимость,
  • высокая прозрачность рабочего слоя,
  • надежность иммобилизации биоматериала,
  • возможность нанесения биоматериала методами контактной (pin printing) и бесконтактной (ink-jet printing) микропечати,
  • высокая воспроизводимость результатов.

Матрицы с покрытием «ХимТехПолимер» прошли испытания в лаборатории ООО «Биозащита» при изготовлении биочипов для определения ГМО. Результаты испытаний показали их существенные преимущества перед широко распространенными матрицами, полученными в результате модификации стеклянных подложек кремнеорганическими соединениями.