第一节生物素的理化性质与标记

生物素(biotin)、亲和素(avidin)是一对具有高度亲和力的物质，它们的结合迅速、专一、稳定并具有多级放大效应。

生物素-亲和素系统(BAS)是一种以生物素和亲和素具有的多级放大结合特性为基础的实验技术，它既能偶联抗原抗体等大分子生物活性物质，又可被荧光素、酶、放射性核素等材料标记。

生物素(biotin，B)广泛分布于动、植物组织中，常从含量较高的卵黄和肝组织中提取

一、活化生物素

生物素活化后，可容易地与各种抗原、抗体、酶及核酸分子中相应基团偶联形成生物素化标志物。利用生物素的羧基加以化学修饰可制成各种活性基团的衍生物，称为活化生物素。

(一)标记蛋白质氨基的活化生物素

(二)标记蛋白质醛基的活化生物素

(三)标记蛋白质巯基的活化生物素

(四)标记核酸的活化生物素

活化生物素可通过缺口移位法、化学偶联法、光化学法及末端标记法等技术使生物素的戊酸侧链通过酰胺键与核酸分子相连，构成生物素标记的核酸探针。常用于标记核酸分子的活化生物素有以下几种：

1.光敏生物素　它是一种化学合成的生物素衍生物，用于DNA或RNA的标记。

2.生物素脱氧核苷三磷酸　先将生物素与某种脱氧核苷酸连接成活化生物素。可采用缺口移位法掺入到双链DNA中。

3.BNHS和BHZ二者均可以在一定条件下与核酸胞嘧啶分子中的N-4氨基交联，使核酸分子生物素化。

二、生物素标记蛋白质

(一)生物素化蛋白质衍生物的特性

生物素化蛋白质衍生物有两类：

1.生物素化的大分子活性物质，如抗原、抗体

2.标记材料(如酶)结合生物素后制成的标志物

(二)标记方法

1.标记抗体、抗原

抗体是常用的生物活性大分子物质。由于一个抗体分子可连接多个生物素分子，因此一个生物素化的抗体分子在反应时可与多个亲和素分子结合。为适用于不同的抗原抗体反应体系，通常选用第二抗体进行生物素标记，制备的标志物具有通用性。

2.标记酶

生物素标记辣根过氧化物酶。选用第二抗体进行生物素标记，制备的标志物具有通用性。

(三)标记注意事项

1.应根据抗原或抗体分子结构中所带可标记基团的种类(氨基、醛基或巯基)以及分子的理化性质(酸性、中性或碱性)，选择相应的活化生物素和反应条件。

2.标记反应时，活化生物素与待标记抗原或抗体应有适当的比例，使每个蛋白质分子上标记的生物素分子数量控制在一定范围，以免影响标志物的活性。

3.为减少生物素标记蛋白质后，大分子物质造成的空间位阻影响，有利于生物素与亲和素的结合，可在生物素与被标志物间加入交联臂样结构。

4.生物素与抗原、抗体等蛋白质结合后，不影响后者的免疫活性;标记酶时则结果有不同。

亲和素和链霉亲和素是生物素的天然特异性结合物。亲和素或链霉亲和素的结合特性，是建立生物素-亲和素(链霉亲和素)放大技术的重要基础。