在生命科学研究和生物技术领域中，蛋白质生物素化作为一种重要的生物标记技术，已经成为许多实验设计中不可或缺的工具。无论是研究蛋白质相互作用、开发诊断试剂，还是进行高灵敏度检测，这项技术都发挥着关键作用。
蛋白质生物素化是指在蛋白质分子上共价连接生物素分子的过程。生物素，也称为维生素B7或维生素H，是一种小分子水溶性维生素，以其与亲和素和链霉亲和素具有极高亲和力而闻名（解离常数Kd约10^-15 M），是自然界中最强的非共价相互作用之一。
这种生物素-亲和素系统的独特优势在于：
生物素化蛋白广泛应用于ELISA、Western blot、免疫组化等检测方法中。由于一个生物素化蛋白可以与多个标记的亲和素/链霉亲和素分子结合，而每个亲和素分子又可连接多个报告分子（如酶、荧光染料等），这种级联放大效应显著提高了检测灵敏度，特别适用于低丰度靶标的检测。
在临床诊断中，生物素-亲和素系统被用于开发高灵敏度的疾病标志物检测试剂盒，如传染病检测、癌症筛查和自身免疫疾病诊断等。
生物素化是蛋白质亲和纯化的有力工具。将生物素标记的诱饵蛋白与样本孵育后，通过链霉亲和素包被的磁珠或琼脂糖珠，可以高效地从复杂混合物中分离出与诱饵蛋白相互作用的靶蛋白。
这种方法特别适用于：
将细胞表面蛋白特异性生物素化，可以研究这些蛋白的：
这类实验通常使用膜不可渗透的生物素化试剂，确保只标记细胞表面暴露的蛋白质。
在蛋白质芯片和生物传感器制备中，生物素化蛋白可以通过亲和素中介牢固地固定在固相支持物上，保持正确的构象和生物活性。这种方法相比直接物理吸附或化学交联，能更好地保持蛋白质功能，提高检测的准确性和重复性。
在冷冻电镜、X射线晶体学等结构生物学研究中，生物素-亲和素系统可用于：
