在生命科学和医学研究的众多技术中,生物素-亲和素系统因其近乎不可逆的高亲和力而被誉为“分子魔术贴”。那么,生物素探针究竟是如何被检测的?其背后隐藏着怎样精巧的设计?本文将为您深入解析其原理、步骤、应用及常见问题,带您全面了解这一强大的分子检测工具。
生物素探针的检测核心在于一个高效、特异的放大系统。它主要分为两个部分:
生物素化: 首先,我们需要将小分子维生素——生物素 通过化学方法连接到我们感兴趣的目标分子上(如抗体、核酸、蛋白质等)。这个过程称为“生物素标记”或“生物素化”。被标记的分子就成为了“生物素探针”。生物素本身非常小,几乎不会影响被标记分子的生物活性。
信号检测与放大: 这是最关键的一步。我们利用一种来自鸡蛋清或链霉菌的蛋白质——亲和素 或更常用的链霉亲和素。它们有一个惊人的特性:一个亲和素/链霉亲和素分子可以像“四爪鱼”一样,同时紧密结合四个生物素分子。
检测时,我们将已经与目标物结合的生物素探针,与连接了报告分子的链霉亲和素一起孵育。报告分子可以是:
简单来说,检测流程就是:目标分子 ← 生物素探针 ← 链霉亲和素 ← 报告分子(产生信号)。 由于一个生物素化的探针可以结合多个链霉亲和素(反之亦然),这个系统实现了信号的级联放大,使得即使微量的目标物也能被灵敏地检测到。
以最经典的酶标链霉亲和素在Western Blot或ELISA中的应用为例,流程如下:
样品制备与固定: 将含有目标蛋白或核酸的样品通过电泳分离,并转移到膜上(Western Blot),或直接将抗原包被在微孔板中(ELISA)。
封闭: 用无关蛋白质(如BSA或脱脂牛奶)封闭膜上或板子上未结合的位点,防止非特异性结合,降低背景。
一抗孵育: 加入能与目标抗原特异性结合的一抗。
生物素探针孵育: 加入生物素标记的二抗。该二抗能特异性识别一抗的Fc段,从而将生物素间接地标记到目标复合物上。
酶标链霉亲和素孵育: 加入连接了辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶的链霉亲和素。它会迅速、特异地抓住二抗上的生物素。
显色/化学发光检测:
结果分析: 根据条带的位置和信号强度,对目标分子进行定性和定量分析。
生物素探针技术因其高灵敏度和灵活性,被广泛应用于:
总结