В основе биочиповой технологии лежит простое и гениальное изобретение природы — комплементарность молекул, их способность связываться по принципу «замок—ключ». На основе комплементарности происходит спаривание двух нитей ДНК, соединение белка-фермента с субстратом и другие важнейшие клеточные процессы.
Сам биочип представляет собой небольшую, с ноготь большого пальца, пластинку–платформу из стекла, пластика или кремния. На пластинке, как на подложке детской мозаики, в строгом порядке закреплено множество разнообразных молекул-зондов, исполняющих роль «наживки». При проведении анализа к чипу добавляется специально подготовленный клинический образец, взятый у пациента. Молекулы-зонды будут взаимодействовать только с определенными участками молекул-мишеней из образца, и чем больше будет таких комплементарных участков, тем прочнее будет связывание.
Чтобы узнать, где произошло связывание, образец обычно заранее метится флуоресцентной меткой, которая при взаимодействии молекул освобождается. Остается только просканировать чип лазером и получить картинку интенсивности свечения на его поверхности. Обработав полученные данные с помощью довольно сложного математического аппарата, мы можем точно установить, сколько и каких молекул-мишеней находилось в образце.