親合素系統（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。隨著各種生物素衍生物的問世，BAS很快被廣泛應用于醫學各領域。1979年Guesdon利用生物素和親合素間具有高度親合力的特點，建立了標記親合素和生物素法（LAB／BA）與橋聯親合素—生物素技術（BRAB）。

1981年Hsu首次報告了改進的親合素—生物素—過氧化酶復合物法（ABC法）。近年大量研究證實，生物素—親合素系統幾乎可與目前研究成功的各種標記物結合，如酶、熒光素、同位素、凝集素、鐵蛋白、SPA等。生物素—親合素與標記試劑高親合力的牢固結合及多級放大效應，使BAS免疫標記和有關示蹤分析更加靈敏。BAS已成為目前廣泛用于微量抗原、抗體定性、定量檢測及定位觀察研究的新技術。

生物素又稱維生素H，多從含量較高的卵黃（α型）及肝組織（β型）中提取，亦可人工合成。生物素分子量為244.31，分子式為C10H16O3N2S，pI為3.5，是羧基轉化酶作用的一種輔酶，故又稱輔酶R，具有α、β兩型，其生物活性基本相同。

生物素環形結構中的I環為咪唑酮環（又稱Ureido環）(I環)，是與親合素結合的主要部位；生物素的Ⅱ環結構為噻吩環，帶有一個戊酸側鏈，末端羧基是標記抗體和酶的唯一結構。

抗體分子經生物素化后，其結合抗原的活性不受影響。多種酶結生物素化后，其催化力保持不變或稍有降低。因此生物素可與多種標記物結合，適用于多種免疫檢測技術。

親合素主要包括卵白親合素、鏈親合素、卵黃親合素及類親合素等。后兩種因其特異性親合力低，研究不多，前兩種目前已深入研究并得到廣泛應用。

1、親和素(Avidin；A) 

親合素又稱卵白蛋白或抗生物素，分子量為68000，pI 10～10.5；在pH 9～13緩沖液中性質均穩定，耐熱并耐多種蛋白水解酶的作用。天然親合素為堿性蛋白，由4個相同的亞單位構成4聚體；每個親合素亞單位通過其結構中的色氨酸殘基與生物素中的Ureido環結合。因此，1個親合素分子存在4個與生物素分子結合位點，其結合常數(Ka)高達1015mol/L。

通常，親合素的活性單位是以親合素結合生物素的量來表示的，即以能結合1Pg生物素所需要的親合素量為1個親合素活性單位。一般1Pg親合素約含13～15個活性單位。

2、鏈霉親合素(Streptavidin，SA) 

鏈霉親合素(SA)是與親合素(A)有類似生物學特性的一種蛋白質。是由Streptomyces avidin菌在培養過程中分泌的一種蛋白質產物，SA也可通過基因工程手段生產。SA分子量為65000，由4條序列相同的肽鏈構成，每條SA肽鏈可以結合1個生物素分子。

因此與A一樣，每個SA分子也具有4個可與生物素分子結合位點，其結合常數與A相同為1015mol/L。約為抗原抗體間Ka (105～1011 mol/L)的1萬倍以上。

SA與A的ka雖然相同，但在實際應用中其檢測靈敏度明顯優于A，其原因是SA為略偏酸性的蛋白。SA的每條肽鏈含159個氨基酸殘基，其中賴氨酸、精氨酸等堿性氨基酸的含量比一般親合素少，反之含酸性氨基酸較多，其等點為6.0，較A(pI＝10)為低，同時在結構中SA不含任何糖基，而A含糖可高達10％。A的高pI及高含糖結構導致在聚苯乙烯板和硝酸纖維素膜上或與組織細胞DNA結合時，易產生一定程度的非特異性結合，造成較高的顯色背景，而SA較A在應用中明顯克服了這一缺點。

SA最高的活性可達18u,較A高(15u)；與A一樣，每個SA分子也具有4個可與生物素分子結合位點，故其效應相同。

生物素-親合素不僅可與多種標記物穩定結合，而且能偶聯抗體等大分子物質，因此建立了許多檢測方法，成為免疫學、分子生物學領域中廣泛應用的新技術系統之一。

生物素-親合素系統具有以下顯著特點：

1、高度特異性 生物素-親合素系統的結合反應因其親合力極高而呈現高度專一性，生物素、親合素一旦結合則很難分離，這種高度特異、穩定地結合，使反應試劑可經得起高度稀釋，因而可明顯降低或避免了反應中可能存在的非特異性作用。

2、高度靈敏性 親合素可通過4個結合位點多價橋聯生物素的反應物和標記物。另外，生物素化的大分子蛋白、核酸、酶等物質不僅保持其活性不受影響，更因生物素化形成許多"觸手"的多價制劑，使整個反應體系出現多級放大效應，因而賦予BAS極高的靈敏性。

3、簡易、快速、安全、穩定、BAS的高度特異性及靈敏性，使其在反應體系應用中用量極微，故成本低廉。反應程序于數小時即完成，結果易觀察。生物素標記試劑可于4℃存放兩年而效價不變。

4、應用廣泛 BAS可與多種標記系統如酶、熒光素、鐵蛋白、凝集素、SPA、放射性核素等聯合用于抗原、抗體、蛋白、激素、受體、核酸系統等多種生物學反應體系，也可作為親合介質用于上述各類反應體系中反應物的分離、純化。近年研究提出，生物素親合素系統尚可作為均相酶免疫試驗中高效的酶活性調變系統及新型的標記生物免疫傳感器系統，因此，BAS有著極廣的研究與應用潛力。