L'une des limites des puces à ADN vient des dimensions du spot, influant ainsi sur leur densité (nombre de spot/unité de surface).
Les procédés mis au point à ce jour permettent d'obtenir des densités de spot de l'ordre de quelques milliers de spots/cm² maximum mais un brevet d'Affymetrix interdit de dépasser quelques centaines de spots/cm² sauf lors d'un accord. Ceci est un frein important au développement de la technologie.
A l'ENS, les chercheurs déposent 6500 spots/cm² maximum.

La fixation de sondes sur un support était déjà largement utilisée avant l'apparition des puces à ADN, notamment dans le domaine des tests de diagnostic, basés sur la technique de dot blot inverse, mise au point par Southern. Ces supports sont de deux catégories:

De part leur neutralité, ils ne joueront pas d'autre rôle que celui de permettre une fixation optimale. Ils sont au nombre de cinq :

La plaque de microtitration.

Les puits des plaques de microtitration sont carboxylés et l'ADN qui va servir de sonde est aminé. Il peut ainsi se fixer au fond des puits de la plaque de façon covalente par une liaison peptidique à l'aide d'un agent couplant. Bien que cette technique soit avantageuse sous certains point, le problème principal pour des analyses d'un grand nombre de sondes différentes reste leur faible capacité (de 96 ou 1184 puits) et la quantité importante de réactifs nécessaires à l'opération.

La plaque de verre.

Elle est le support le plus utilisé aujourd'hui et correspond souvent à de simples lames de microscope. Pour pouvoir fixer les sondes, il faut traiter la surface, avec de l'éthylène glycol, de la poly-lysine ou de l'époxysilane. Sa transparence facilite la lecture après hybridation et sa rigidité simplifie énormément les manipulations et l'automatisation des différentes procédures. Des robots capables de réaliser ce travail sont aujourd'hui commercialisés.

Le gel de polyacrylamide.
Le polyacrylamide est un support stable et ne génère qu'un faible bruit de fond pour la détection par fluorescence. C'est le procédé Mirzabekov.

Le polypropylène.
Le polypropylène est connu pour être chimiquement neutre et absorber faiblement les biopolymères. Des scientifiques de Beckman Instruments ont réalisé pour la première fois en 1994, une synthèse in situ sur des surfaces de polypropylène aminé ^(Matson).

Le silicium.
C'est le matériau utilisé par l'industrie électronique souvent partenaire des projets de développement de puces (ex : Motorola).
C'est aussi le support de l'avenir car il pourra permettre aussi bien la reconnaissance moléculaire que la lecture et l'interprétation des résultats gràce à des microprocesseurs, eux mêmes présent sur la puce.(Jean René Martin : genfet ; CisBio International : MICAM)

2b. Les supports actifs.

Les supports actifs permettre la fixation des sondes sur le support ainsi que l'hybridation des séquences cibles. Mais le support peut également être un élément dans la transduction du signal. Ils sont au nombre de trois :

Les électrodes de carbone.
Ce sont des électrodes de téflon recouvertes de carbone. La fixation des sondes sur ce support est réalisée par une absorption cumulative.

Les fibres optiques.
La fibre optique est un support intéressant pour les transductions de signaux fluorescents. En effet, l'avantage des fibres vient de la haute densité en sondes hybridables.
La fixation des sondes à l'extrémité de la fibre se fait par la polymérisation d'un gel de polyacrylamide contenant l'ADN succinimidylé.

Les métaux précieux : or et platine.
Des molécules d'or peuvent aisément être greffées aux extrémités d'oligonucléotides et les présenter ainsi de manière ordonnée (Mrksich).
La biopuce développée par CisBio International est constituée d'un cylindre de verre contenant quatre microélectrodes de platine de 0,6 mm de diamètre, chacune pouvant être polarisée individuellement et permettant à la sonde de venir se fixer uniquement sur l'électrode alimentée.