第十一章 生物素-亲合素放大技术

第一节 生物素的理化性质与标记 一、活化生物素 二、活化生物素标记蛋白质 第二节 亲合素、链霉亲合素的理化性质与标记 　一、理化特性 　二、亲合素（或链酶亲合素）的标记

第三节 生物素-亲合素系统的特点 一、灵敏度 二、特异性 三、稳定性 四、适用性 五、其他 第三节 生物素-亲合素系统的特点 一、灵敏度　二、特异性 三、稳定性　四、适用性 五、其他 第四节 生物素-亲合素系统的应用 一、生物素-亲合素系统基本类型及原理 二、生物素-亲合素系统在酶免疫测定中的应用 三、生物素-亲合素系统在荧光免疫技术中的应用 四、生物素-亲合素系统在放射免疫测定中的应用 五、生物素-亲合素系统在分子生物学中的应用 思考题 小结

第一节 生物素理化性质与标记 I环为咪唑酮环，可与亲合 维生素H 素结合 动、植物组织中广泛 Ⅱ环为噻吩环，C2上戊酸 分布,卵黄和肝含量高 第一节 生物素理化性质与标记 I环为咪唑酮环，可与亲合 素结合 Ⅱ环为噻吩环，C2上戊酸 侧链的未端羧基是结合生 物大分子的唯一结构 维生素H 动、植物组织中广泛 分布,卵黄和肝含量高 MW 244.31kD. I 咪唑酮环 羧基 Ⅱ 噻吩环

一、活化生物素 生物素侧链的末 端羧基经化学修 饰后制成带各种 活性基团的衍生 物－活化生物素 (生物素化衍生物)

生物素活化 标记蛋白质氨基的活化生物素 活化生物素易 与抗原、抗体 酶及核酸分子 中相应基团偶 标记蛋白质醛基的活化生物素 联形成生物素 化标记物 标记蛋白质醛基的活化生物素 标记蛋白质巯基的活化生物素 标记核酸的活化生物素

活化生物素 标记蛋白质氨基的活化生物素 生物素 N-羟基丁二酰胺 如何减小空间位阻？ 生物素羟 基琥珀酰 亚胺酯（ BNHS ） 碳二亚胺 赖氨酸的氨基形成肽键 BNHS适用标记抗体和 中性或偏碱性的蛋白质 如何减小空间位阻？ 长臂活化生物素（BCNHS）： 生物素和N-羟基丁二酰亚胺之间添 加了两个6-氨基已糖分子基团，形 成连结臂，生物素与大分子基团的 距离

标记蛋白质醛基的活化生物素 生物素酰肼(BHZ)：水合肼与生物素的合成物 主要用于标记偏酸性糖蛋白 肼化生物胞素(BCHZ) ：生物素与赖氨酸连接 后，再与无水肼反应而成。 除醛基外， BCHZ还可标记氨基

标记蛋白质巯基的活化生物素 马来酰亚胺-丙酰-生物胞素（MPB) 能特异地与蛋白质巯基结合的活化 生物素

标记核酸的活化生物素 光生物素(photobiotin) 侧链上连接的芳香基叠氮物基团, 经光照后, 变为芳香

生物素脱氧核苷三磷酸（Bio-dUTP） 作为TTP的结构类似物，可采用缺口移 位法掺入到双链DNA中。 BNHS和BHZ 可直接标记核酸， 但对碱基配对有影 响。

二、生物素标记蛋白质 活化生物素通过侧链与蛋白分子连接； 一个蛋白分子可被多个生物素标记－多价性； 对BNHS多标记抗体, BHZ则多标记微酸性抗原； 抗原、抗体标记后活性不变； 可对标记材料（如酶）标记：碱性磷酸酶标记后 活性将降低；

选择活化生物素：依抗原或抗体分子所带可标记基团 的种类（氨基、醛基或巯基）以及分子的酸碱性； 控制生物素：蛋白质比例 生物素：IgG 用量比(mg/mg)宜为2:1, IgG应用浓度 0.5~5μg/ml; 生物素1~3个/Ag，3~5个/Ab； 使用交联臂减少空间阻力

第二节 亲合素、链霉亲合素的理化性质与标记 　　　亲合素(avidin, AV) 和链霉亲合素(streptavidin, SA)是生物素的天然特异性结合物。而且，二者均为大分子蛋白，因此几乎所有用于标记的物质均可以同亲合素（AV）或链酶亲合素（SA）结合。

一、理 化 特 性 亲合素（A） 链霉亲合素(SA) 结构 四亚基糖蛋白 四肽链蛋白 无糖基 PI 10.5 6 结合位 色氨酸 色氨酸 结构 四亚基糖蛋白 四肽链蛋白 无糖基 PI 10.5 6 结合位 色氨酸 色氨酸 生物素 4 4 Ka 1015 1015 活性 13～15 15～18

二、亲合素/链霉亲合素标记 标记物：酶、胶体金 异硫氰酸荧光素（FITC） HRP-AV(SA) 过碘酸钠、戊二醛 ABC/SABC 预制AV(SAV)-Biotin

第三节 生物素-亲合素系统的特点 一、灵敏度 二、特异性 三、稳定性 四、适用性 五、其他

第四节 生物素-亲合素系统的应用 　　　生物素与亲合素之间结合的亲合力高、特异性强，各自均可以与各型大小分子结合，以及二者在结合反应时具有的多级放大作用等优越性，使BAS及其相关技术被广泛应用在各种标记免疫分析技术领域中，尤其为标记免疫检测自动化分析做出了极大的贡献。

一、生物素-亲合素系统基本类型及原理 BAB法： Ag+B·Ab Ag-Ab·B A Ag-Ab·B-A B·E Ag-Ab·B-A-B·E 特点：以游离A分别连接B-Ab和B-E

BA法 Ag+B·Ab Ag-Ab·B A·E Ag-Ab·B-A-B·E 特点：以A-E/SA-E代替BAB法中的A，省 却了加B-E的步骤

3. ABC法 ⑴ A+B·E A- B·E----ABC ⑵ Ag+B·Ab Ag-Ab·B ABC Ag-Ab·B-ABC 特点:将BAB法中的A先与B-E结合，制备成复合物ABC

二、生物素-亲合素系统在酶免疫测定中的应用 BAS在ELISA中的应用 生物素-亲合素系统在均相酶免疫测定

三、生物素-亲合素系统在荧光免疫技术中的应用 BAS用于荧光抗体技术，通常采用BA法，即用荧光素直接标记亲合素（或链酶亲合素）；也可采用游离亲合素（或链酶亲合素）搭桥，两端分别连接生物素化抗体和荧光素标记的生物素（BAB法）或荧光标记的抗亲合素（或链酶亲合素）抗体的夹心法。

四、生物素-亲合素系统在放射免疫测定中的应用 BAS主要与免疫放射分析(IRMA)检测体系偶联，用于对终反应的放大（BA法） BAS也可用于IRMA反应后B、F成分的分离

五、生物素-亲合素系统在分子生物学中的应用 以生物素标记核酸探针进行的定位检测 用BAS制备的亲和吸附剂进行基因的分离纯化 将免疫测定技术与PCR结合建立免疫-PCR(immuno-PCR)用于抗原的检测

思考题 生物素的分子结构特点是什么？ 生物素通过什么结构、形式与生物大分子相连结？ 亲合素或链霉亲合素的分子结构、理化性质有何特点？ 为什么亲合素、链霉亲合素具有“桥联”作用？ 亲合素、链霉亲合素可以被哪些示踪剂标记？ 为什么生物素－亲合素系统具有放大作用？ 生物素与亲合素或链霉亲合素的结合是否与抗原抗体结合相同？ 生物素－亲合素系统放大的是反应过程还是单一检测信号的能量？ 生物素、亲合素或链霉亲合素如何与标记免疫技术联接？ 如何将生物素－链霉亲合素放大系统用于所有双位点ELISA?

小 结 生物素—亲合素（链霉亲合素）系统具有的多级放大独特效应，可极大地提高分析测定的灵敏度；二者之间的高亲和、高特异结合以及既可偶联生物大分子，又可连接标记材料的特性，使该系统在标记免疫分析技术领域中的应用具有很强的稳定性和适用性。该系统有二种基本类型：以游离亲合素为中间物，分别连接包含生物素化大分子的待检反应体系和标记生物素的BAB法或ABC技术；另一类是直接用标记亲合素连接生物素化大分子反应体系进行检测的BA法或LAB。

在生物素—亲合素（链霉亲合素）放大系统应用中，无论采用酶、荧光素或发光物作为检测示踪剂，均是待测抗原与生物素化抗体反应形成复合物后，再利用生物素与亲合素间的多价放大结合特性，或直接与标有示踪剂的生物素结合（BA、LAB法），或依次与亲合素（链霉亲合素）、生物素示踪标记物反应连接成聚合物（BAB、ABC法），最终使待测反应信号被放大，提高检测方法的灵敏度。