生物素-亲和素系统 (biotin-avidin system，BAS)，是70年代后期应用于免疫学，并得到迅速发展的一种常用的生物反应放大系统。它具有高度特异性、敏感性、稳定性的特点，两者的亲和常数（K=1015 mol/L）比抗原-抗体（K=105～1011 mol/L）至少高1万倍，是目前已知强度最高的非共价作用，这使得生物素标记的蛋白成为研究蛋白质相互作用和筛选抗体或小分子潜力药物的强大工具。

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生物素标记原理：

1、生物素(biotin，B)

生物素广泛分布于动、植物组织中，常从含量较高的 卵黄(α型)和肝组织(β型)，提取αβ两型的生物活性基本相同，现已可人工合成。生物素在机体内以辅酶形式参与各种羧化酶反应，故又称为辅酶R或维生素H。分子量为244.31，分子中有两个环状结构，其中I环为咪唑酮环，是与亲合素结合的主要部位；II环为噻唑环，上有一戊酸侧链，其末端羧基是结合抗体和其他生物大分子的唯一结构。

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，以适合与各种生物大分子结合的需要。主要有用于标记蛋白质氨基的生物素N-羟基丁二酰亚胺酯(BNHS)和生物素对硝基酚酯(pBNP)，其中以BNHS最常用。近年来，应用活化长臂生物素(BCNHS)标记生物大分子，可以减少位阻效应，增加检测的灵敏度和特异性。用于标记蛋白质醛基、巯基和糖基的衍生物有生物素酰肼(BHZ)及肼化生物素(BCHZ)。

2、亲合素 (avidin，A)

亲合素亦称抗生物素蛋白、卵白素或亲和素，是从卵白蛋白中提取的一种碱性糖蛋白：等电点(pI)为10-10.5，含糖约l0％，分子量为68kDa。纯品为白色粉末，易溶于水，在pH9-13的溶液中性质保持稳定，耐热并耐受多种蛋白水解酶的作用80℃加热2min，仍保持活性，特别是和生物素结合后十分稳定。但对强光和Fe2+比较敏感。亲合素由4个相同的亚基组成，能结合4个分子的生物素。亲合素与生物素之间的亲和力极强，二者结合的亲和常数(Ka)为1015mol-1，比抗原与抗体的亲和力(Ka：105-11mol-1)至少高1万倍，因此二者能快速结合，而且反应不受外界干扰，具有高度特异性和稳定性。

3、链霉亲合素 (streptavidin，SA)

SA是链霉菌在培养过程中分泌的一种蛋白质产物。1L培养液中约含SA 10-60mg，主要通过α亚氨基生物素琼脂糖凝胶亲和层析法提纯。SA的分子量为65KDa，内4条序列相同的肽链组成。如同亲合素一样，一个SA分子也能结合4个生物素分子，二者亲和常数亦为1015/mol。SA的每条肽链含159个氨基酸残基，其中赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸的含量比亲合素少，反之酸性氨基酸含量较多，因此SA是一种稍偏酸性的蛋白质，其pH为6.0，并且不带任何糖基。

生物素标记注意事项

1、依抗原或抗体分子所带可标记基团的种类（氨基、醛基或巯基）以及分子的酸碱性，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；生物素：IgG 用量比(mg/mg)宜为2:1, IgG应用浓度0.5~5μg/ml; 生物素1~3个/Ag，3~5个/Ab；

3、为减少空间位阻影响，可在生物素与被标记物之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。

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