生物素标记(Biotin Labeling)是一种将生物素分子共价连接到特定目标分子(如蛋白质、核酸等)上的技术。生物素,也称为维生素B7或维生素H,是一种水溶性小分子维生素,其与亲和素(Avidin)或链霉亲和素(Streptavidin)之间具有极高的亲和力(Kd ≈ 10^−15 M),这种结合作用是目前已知最强的非共价相互作用之一。
生物素标记技术主要基于以下原理:
生物素-亲和素系统的高亲和力:生物素与亲和素/链霉亲和素之间的结合具有特异性强、亲和力极高的特点,一旦结合几乎不可逆
生物素化修饰方法:通过化学方法将生物素分子连接到目标分子上:
检测系统:标记后的生物素分子可与连接有报告分子(如酶、荧光染料、胶体金等)的亲和素/链霉亲和素结合,通过检测报告信号来间接检测目标分子
检测与定量:用于Western blot、ELISA、免疫组化等实验中,检测极低含量的目标分子
分离纯化:利用生物素-亲和素系统进行亲和纯化,如分离特定的蛋白质、核酸或细胞
定位与示踪:在细胞或组织内定位特定分子,追踪其分布和动态变化
诊断应用:作为许多诊断试剂盒的关键组成部分,提高检测灵敏度
药物递送:利用生物素-亲和素系统实现靶向药物输送
分子相互作用研究:研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸等相互作用
蛋白质生物素标记:
核酸生物素标记:
细胞表面标记:
Western Blot:使用生物素标记的二抗与链霉亲和素-HRP结合,显著提高检测灵敏度
免疫组织化学:通过生物素-链霉亲和素系统放大信号,提高检测效率
亲和纯化:将生物素标记的诱饵蛋白与链霉亲和素珠结合,用于 pull-down 实验
流式细胞术:使用生物素标记抗体与荧光染料标记的链霉亲和素相结合,进行多色分析
优势:
局限性: