生物素(biotin)与亲和素(avidin)或链霉亲和素(streptavidin)之间的相互作用是生物技术领域中最为强大的非共价结合对之一。这种系统具有极高的亲和力(KD≈10^-15 M),比大多数抗原-抗体相互作用的强度高出数个数量级。正是这种非凡的结合特性,使得生物素-亲和素系统在多种生物技术应用中变得不可或缺。
生物素洗脱的本质是竞争性解离过程。其基本原理是利用高浓度的游离生物素或类似物,竞争性地置换已与亲和素/链霉亲和素结合的生物素化分子。
竞争性置换机制
条件依赖性洗脱

这是最温和、最常用的生物素洗脱方法。通过向系统中加入高浓度(通常2-10 mM)的游离生物素溶液,利用质量作用定律原理,使溶液中的生物素与结合在亲和素上的生物素化分子竞争结合位点。
优点:条件温和,能保持生物分子的活性
缺点:洗脱速度相对较慢,需要大量游离生物素
使用蛋白质变性剂(如6-8M尿素、4-6M胍盐酸盐)或SDS溶液,破坏亲和素/链霉亲和素的三级结构,从而释放结合的生物素化分子。
优点:洗脱效率高,彻底
缺点:会导致蛋白质变性,失去生物活性

利用极端pH条件(如pH2.0-2.5的甘氨酸-HCl缓冲液或pH11-12的碱性缓冲液)暂时改变亲和素/链霉亲和素的构象,降低其与生物素的结合能力。
优点:洗脱效率较高
缺点:可能影响目标分子的稳定性

使用与生物素结构类似但亲和力较低的物质(如脱硫生物素)进行竞争性洗脱。脱硫生物素与链霉亲和素的亲和力比生物素低约1000倍,便于后续去除。
