生物素是動、植物體內(nèi)廣泛分布的一種小分子生長因子,又名輔酶R或維生素H,其難溶于水,易溶于二甲基甲酰胺。生物素可與親和素(動物微生物中提取的一種含10%碳水化合物的堿性糖蛋白)或鏈霉親和素(鏈球菌屬的菌培養(yǎng)液中提取的一種蛋白質(zhì))緊密特異結(jié)合,進一步形成一種新的生物擴增系統(tǒng):生物素-親和素系統(tǒng)(biotin-avidin system,BAS)。生物素具有快速,特異性好和低分子量(MW=244.31 g/mol)等優(yōu)點,并且不影響分子的天然功能。
生物素標記具有親和力高和多級擴增的優(yōu)勢,并且可與免疫熒光技術(shù)結(jié)合,如熒光素,酶和同位素等等。它是許多生物醫(yī)學研究的有效工具,如各種示蹤免疫測定,免疫標記,蛋白質(zhì)標記,分子雜交和核酸探針標記。其中,核酸雜交技術(shù)廣泛應用于醫(yī)學科學研究和臨床醫(yī)學,但在應用于核酸探針之前,必須使用同位素或生物素標記。同位素標記探針具有非常短的半衰期并且對人的健康有害,而生物素標記更穩(wěn)定,準確和方便,可用于各種檢測系統(tǒng),同時也可以避免放射性同位素對人體造成的傷害。
生物素-親和素標記技術(shù)的主要方法
橋接親和素-生物素標記法(Bridged Avidin-Biotin,BAB)
橋接親和素-生物素標記法可分為直接法和間接法兩種。直接法以游離親和素或鏈霉親和素作為橋連劑,利用親和素的多價性特點,將生物素化抗體復合物與標記生物素(如酶標生物素)結(jié)合,從而達到檢測反應分子的目的。間接法是在抗原與特異性抗體結(jié)合后,使生物素化的第二抗體與抗原-抗體復合物結(jié)合,提高了反應的靈敏性。
親和素-生物素-過氧化物酶復合法(Avidin-Biotin-Pcroxidase Complex,ABC)
親和素-生物素-過氧化物酶復合法的原理是將親和素或鏈霉親和素與酶標記生物素按一定比例混合,形成可溶性鏈霉親和素-生物素-過氧化物酶復合物。當復合物在檢測系統(tǒng)中遇到生物素化的第一抗體或第二抗體時,復合物中的不飽和親和素或鏈霉親和素可以將生物素結(jié)合到抗體上。該技術(shù)具有背景染色淺、節(jié)省時間的優(yōu)點,可用于雙重或多重免疫染色,特別是組織切片或細胞懸液中抗原的檢測。
標記親和素-生物素法(Labeled Avidin-Biotin,LAB)
標記親和素-生物素法包括直接法和間接法兩種。直接法是直接將標記的親和素或鏈霉親和素與免疫復合物中的生物素化抗體連接進行酶呈色反應。間接法采用生物素化的二抗與抗原結(jié)合,由于抗體的存在,檢測靈敏度高于直接法。該技術(shù)可用于判斷癌胚抗原(CEA)等腫瘤問題的來源。
標記鏈霉親和素-生物素法(Labeled Streptavidin-Biotin,LSAB)
標記鏈霉親和素-生物素法是通過生物素標記的二抗與結(jié)合有辣根過氧化物酶(HPR)或堿性磷酸酶(AKP)的鏈霉親和素連接來測定細胞及組織中的抗原。鏈霉親和素同一定濃度的生物素化酶混合后,就能形成鏈霉親和素-生物素-酶復合物,這種復合物中至少存在一個尚未被生物素占據(jù)的鏈霉親和素結(jié)合位點,可以結(jié)合多種類型的生物素標記抗體。由于LSAB法采用了改良的親和純化技術(shù)和酶標技術(shù),所以背景更清晰,敏感性更高。
光敏生物素法(Photobiotin)
光敏生物素法是生物素標記的常用方法。光敏生物素是通過化學合成的生物素衍生物,分子中含有一個光激活的疊氮-硝基苯基團,在可見光的短時間照射下,可與核酸的基本基團發(fā)生反應,產(chǎn)生一個生物素標記的核酸探針。該技術(shù)簡單方便,標記的核酸探針具有顏色,易于檢測反應結(jié)果。此外,標記探針也很穩(wěn)定。
生物素標記注意事項
- 根據(jù)抗原或抗體分子所帶可標記基團的種類(氨基、醛基或巰基)以及分子的酸堿性,選擇相應的活化生物素和適當?shù)姆磻獥l件;
- 標記反應時,活化生物素與待標記抗原或抗體應按適當比例混合(生物素:IgG宜為2:1, IgG應用濃度0.5~5μg/ml; 生物素1~3個/Ag,3~5個/Ab);
- 為減少空間位阻的影響,可在生物素與被標記物之間加入交聯(lián)臂樣結(jié)構(gòu);
- 生物素與抗原、抗體等蛋白質(zhì)結(jié)合后,不影響后者的免疫活性;標記酶時則結(jié)果有所不同。