生物素-親和素系統(Biotin-Avidin—System,BAS)是70年代末發展起來的一種新型生物反應放大系統。生物素與親和素之間高親合力的牢固結合以及多級放大效應,使BAS免疫標記和有關示蹤分析更加靈敏。BAS目前已廣泛用于抗原、抗體的定性、定量檢測及定位觀察研究。
生物素(biotin,B)廣泛分布于動、植物組織中,常從含量較高的卵黃和肝組織中提取,分子量244.31Da.生物素分子有兩個環狀結構(如圖1),其中Ⅰ環為咪唑酮環,是與親和素結合的主要部位;II環為噻吩環,C2上有一戊酸側鏈,其末端羧基是結合抗體和其他生物大分子的惟一結構,經化學修飾后,生物素可成為帶有多種活性基團的衍生物——活化生物素(如圖2)。
親和素(avidin,AV)亦稱抗生物素蛋白、卵白素,是從卵白蛋白中提取的一種由4個相同亞基組成的堿性糖蛋白,分子量為68kD。4個相同的亞基使每個親和素能最多可結合4個分子的生物素。生物素與親和素之間具有極強的親和力,比抗原與抗體間的親和力高得多。并且,二者的結合穩定性好、專一性強。
靈敏度
生物素易與蛋白質、核酸類及其他生物大分子結合,形成的生物素衍生物,不僅保持了大分子物質的原有生物活性,而且具有多價性。此外,每個親和素分子有四個生物素結合部位,可同時以多價形式結合生物素化的大分子衍生物和標記物。因此,BAS具有多級放大作用,使其在應用時可極大地提高檢測方法的靈敏度。
特異性
親和素與生物素間的結合呈高度特異性。因此,BAS的多層次放大作用在提高靈敏度的同時,并不增加非特異性干擾。而且,BAS結合特性不會因反應試劑的高度稀釋而受影響。因此,在實際應用中可最大限度地降低反應試劑的非特異作用。
穩定性
親和素結合生物素的親和常數可為抗原-抗體反應的百萬倍,二者結合形成復合物的解離常數很小,呈不可逆反應性;而且酸、堿、變性劑、蛋白水解酶以及有機溶劑均不影響其結合。因此,BAS在實際應用中,產物的穩定性高,從而可降低操作誤差,提高測定的精確度。
適用性
生物素及親和素可形成各種各樣的衍生物。這些衍生物可通過標記物(如酶、熒光素或放射性元素)用于一系列檢測和分離純化,包括細胞、組織、體液中的抗原-抗體、激素-受體、核酸系統等。同時一些已上市的基于BAS的試劑也為臨床診斷和科研提供了便利。
其他
BAS可根據具體實驗方法要求制成多種通用型試劑(如生物素化第二抗體等)適用于不同的反應體系,而且都可高度稀釋,用量很少,實驗成本低;尤其是BAS與成本高昂的抗原特異性第一抗體偶聯使用,可使后者的用量大幅度減少,節約實驗費用。此外,由于生物素與親和素的結合具有快速、高效的特性,盡管BAS的反應層次較多,但所需的溫育時間不長,實驗往往只需數小時即可完成。
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