生物素－親合素系統(tǒng)（Biotin-Avidin—System，BAS）是70年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型生物反應(yīng)放大系統(tǒng)。隨著各種生物素衍生物的問(wèn)世，BAS很快被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域。1979年Guesdon利用生物素和親合素間具有高度親合力的特點(diǎn)，建立了標(biāo)記親合素和生物素法（LAB／BA）與橋聯(lián)親合素—生物素技術(shù)（BRAB）。1981年Hsu報(bào)告了改進(jìn)的親合素—生物素—過(guò)氧化酶復(fù)合物法（ABC法）。近年大量研究證實(shí)，生物素—親合素系統(tǒng)幾乎可與目前研究成功的各種標(biāo)記物結(jié)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(biāo)記試劑高親合力的牢固結(jié)合及多級(jí)放大效應(yīng)，使BAS免疫標(biāo)記和有關(guān)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(cè)及定位觀察研究的新技術(shù)。

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(zhuǎn)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(huán)形結(jié)構(gòu)中的I環(huán)為咪唑酮環(huán)（又稱Ureido環(huán)）（I環(huán)），是與親合素結(jié)合的主要部位；生物素的Ⅱ環(huán)結(jié)構(gòu)為噻吩環(huán)，帶有一個(gè)戊酸側(cè)鏈，末端羧基是標(biāo)記抗體和酶的*結(jié)構(gòu)?？贵w分子經(jīng)生物素化后，其結(jié)合抗原的活性不受影響。多種酶結(jié)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(biāo)記物結(jié)合，適用于多種免疫檢測(cè)技術(shù)。

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(yīng)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(zhì)均穩(wěn)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(gè)相同的亞單位構(gòu)成4聚體；每個(gè)親合素亞單位通過(guò)其結(jié)構(gòu)中的色氨酸殘基與生物素中的Ureido環(huán)結(jié)合。因此，1個(gè)親合素分子存在4個(gè)與生物素分子結(jié)合位點(diǎn)，其結(jié)合常數(shù)（Ka）高達(dá)1015mol/L。

通常，親合素的活性單位是以親合素結(jié)合生物素的量來(lái)表示的，即以能結(jié)合1Pg生物素所需要的親合素量為1個(gè)親合素活性單位。一般1Pg親合素約含 13～15個(gè)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(xué)特性的一種蛋白質(zhì)。是由Streptomyces avidin菌在培養(yǎng)過(guò)程中分泌的一種蛋白質(zhì)產(chǎn)物，SA也可通過(guò)基因工程手段生產(chǎn)。SA分子量為65000，由4條序列相同的肽鏈構(gòu)成，每條SA肽鏈可以結(jié)合1個(gè)生物素分子。因此與A一樣，每個(gè)SA分子也具有4個(gè)可與生物素分子結(jié)合位點(diǎn)，其結(jié)合常數(shù)與A相同為1015mol/L。約為抗原抗體間Ka （105～1011 mol/L）的1萬(wàn)倍以上。

SA與A的ka雖然相同，但在實(shí)際應(yīng)用中其檢測(cè)靈敏度明顯優(yōu)于A，其原因是SA為略偏酸性的蛋白。SA的每條肽鏈含159個(gè)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(diǎn)為6.0，較A（pI＝10）為低，同時(shí)在結(jié)構(gòu)中SA不含任何糖基，而A含糖可高達(dá)10％。A的高pI及高含糖結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在聚苯乙烯板和硝酸纖維素膜上或與組織細(xì)胞DNA結(jié)合時(shí)，易產(chǎn)生一定程度的非特異性結(jié)合，造成較高的顯色背景，而SA較A在應(yīng)用中明顯克服了這一缺點(diǎn)。

SAzui高的活性可達(dá)18u,較A高（15u）；與A一樣，每個(gè)SA分子也具有4個(gè)可與生物素分子結(jié)合位點(diǎn)，故其效應(yīng)相同。 

生物素-親合素不僅可與多種標(biāo)記物穩(wěn)定結(jié)合，而且能偶聯(lián)抗體等大分子物質(zhì)，因此建立了許多檢測(cè)方法，成為免疫學(xué)、分子生物學(xué)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的新技術(shù)系統(tǒng)之一。

生物素-親合素系統(tǒng)具有以下顯著特點(diǎn)：

1、高度特異性 生物素-親合素系統(tǒng)的結(jié)合反應(yīng)因其親合力*而呈現(xiàn)高度專一性，生物素、親合素一旦結(jié)合則很難分離，這種高度特異、穩(wěn)定地結(jié)合，使反應(yīng)試劑可經(jīng)得起高度稀釋，因而可明顯降低或避免了反應(yīng)中可能存在的非特異性作用。

2、高度靈敏性 親合素可通過(guò)4個(gè)結(jié)合位點(diǎn)多價(jià)橋聯(lián)生物素的反應(yīng)物和標(biāo)記物。另外，生物素化的大分子蛋白、核酸、酶等物質(zhì)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(jià)制劑，使整個(gè)反應(yīng)體系出現(xiàn)多級(jí)放大效應(yīng)，因而賦予BAS*的靈敏性。

3、簡(jiǎn)易、快速、安全、穩(wěn)定、BAS的高度特異性及靈敏性，使其在反應(yīng)體系應(yīng)用中用量極微，故成本低廉。反應(yīng)程序于數(shù)小時(shí)即完成，結(jié)果易觀察。生物素標(biāo)記試劑可于4℃存放兩年而效價(jià)不變。

4、應(yīng)用廣泛 BAS可與多種標(biāo)記系統(tǒng)如酶、熒光素、鐵蛋白、凝集素、SPA、放射性核素等聯(lián)合用于抗原、抗體、蛋白、激素、受體、核酸系統(tǒng)等多種生物學(xué)反應(yīng)體系，也可作為親合介質(zhì)用于上述各類反應(yīng)體系中反應(yīng)物的分離、純化。近年研究提出，生物素親合素系統(tǒng)尚可作為均相酶免疫試驗(yàn)中的酶活性調(diào)變系統(tǒng)及新型的標(biāo)記生物免疫傳感器系統(tǒng)，因此，BAS有著極廣的研究與應(yīng)用潛力。