1. 生物素的活化
生物素预先活化后,通过噻吩环的戊酸侧链上羧基与抗体、酶等生物大分子以酰胺键偶联。活化生物素的制备是获得高敏感度BAS制剂的关键环节。常用方法有以下几种:
1) 生物素N—羟基丁二酰亚胺酯(biotinyl-N-hydroxy-succinnimide,BNHS)的制备:
取生物素1g混悬于12 ml,N,N-二甲基甲酰胺(DMF),加人0.6g N-羟基丁二酰亚胺(HOSU)和0. 8
g二环己基碳二亚胺(DCC),置于密闭容器内,室温下磁力搅拌作用过夜。过滤,滤液经旋转蒸干。加10mL乙醚洗涤,继加200
ml异丙醇使其重结晶,获得白色粉末状晶体。
BNHS酯键中的-C=0基团可与蛋白质分子中赖氨酸的氨基结合,使生物素标记在蛋白分子上,含赖氨酸残基越多,或蛋白质的等电点在pI
6.0以上,其标记效果越好。因此,BNHS适用于标记抗体及中性和偏碱性的抗原。
2)长臂活化生物素(N-hydroxy-succinimido-6-biotinyl amido hexanoate,BCNHS)的制备
生物素的分子量仅为244.31,当与抗体或酶结合后应用于免疫试验时,极易受到大分子蛋白空间位阻效应(steric hindrance)的影响。使用长臂生物素可以减少位阻效应,提高试验的灵敏度。长臂生物素是在生物素和N-羟基丁二酰亚胺之间添加2分子6-氨基己糖,犹如给生物素分子增添一只手臂,使其不受位阻效应影响,更易与抗体、酶等生物大分子结合而发挥作用、BCNHS的制备过程分为两步:先制成长臂生物素,然后再使其活化。
长臂生物素的制备:称取BNHS 3 41 mg ,6-氨基己糖盐酸盐200mg,溶解于5mLDMF,再加入0.152
mL三乙胺(TEA),室温搅拌下作用20h。蒸发去除DMF,加l mmol/L NaOH 3mL,继加甲醇至溶液变清,搅拌2h。蒸发去甲醇,加10mL蒸馏水,搅拌下滴加浓盐酸酸化至刚果红指示剂恰好变色。室温静置2h后,移放冰箱过夜。收集白色固体物,干燥后用水重结晶,再经真空干燥,所得物即为长臂生物素,平均获得率为64%。熔点为206-215℃。
长臂生物素的活化:称取长臂生物素357mg溶于DMF10ml 。中,加HOSU 130 mg和适量缩合剂,室温搅拌下作用48h。过滤,收集滤液蒸发干,加乙醚洗涤后,用无水异丙醇10-15ml重结晶。所得粉末状固体即为活化长臂生物素,平均获得率为41%,熔点为156-162℃。
3) 生物素酰肼(biotin hydrazide,BHZ)的制备
BHZ是水合肼(hydrazine hydrate)与生物素的合成物,因在生物素的羧基侧链上带有肼基,故能标记带醛基的蛋白质。
BHZ制备过程:取10生物素和氯化亚砜0.1 ml,在搅拌下缓慢加入冰冷的无水甲醇1ml中。溶解后放置28℃24h,继经真空干燥;加无水甲醇lml,待溶解后再次真空干燥。残余物溶于0.5mL无水甲醇,并缓慢加入水合肼0.1ml,置28℃24h后用滤纸过滤,沉淀物用乙醚20ml反复淋洗,最后用DMF
l0 ml淋洗,移置37℃温箱内烘干,放4℃保存备用。
BHZ主要用于标记偏酸性的糖蛋白。如在其侧链上添加1分子赖氨酸作为连接臂,可使生物素免受位阻作用,更易与亲合素结合。
4)肼化生物胞素 (biocytin hydazide ,BCHZ)的制备 生物胞素为ε生物素赖氨酸,是生物素通过C=O基与赖氨酸的ε-氨基连接生成的化合物。BCHZ可与蛋白质的醛基和氨基结合,优于只能与醛基结合的BHZ。
BCUZ制备过程:取生物胞素甲酯100mg溶于甲醇2 ml,加入无水肼0.1 ml,25℃反应48h.浓缩至近乎干燥时,在H2SO4干燥装置中减压抽干,直至只测出少量的肼。产物溶于l
ml蒸馏水中,通过聚苯乙烯型色谱固定相Q去肼。BCHZ可在热乙醇中结晶。
2.生物素结合物的制备
经过活化的生物素及其衍生物可以和各种蛋白质(包括抗体、葡萄球菌A蛋白、酶、激素等)、多肽、多糖、核酸及核素、荧光素、胶体金等结合;并可借助交联剂与细胞、琼脂糖珠等偶联。广泛应用于免疫学、细胞生物学和分子生物学的实验研究领域,以及作为亲和分离制剂,用于相应配基的分离与纯化。以下重点介绍生物素化抗体、抗原及酶结合物的制备方法。
1)生物素化抗体制备
(1)BNHS溶液lmg/ml以二甲亚砜(DMSO)制备。
(2)将待偶联的抗体溶液以0.1m01/LpH9.0NaHCO。配成1—2mg/m1。
(3)将BNHS与待偶联抗体(如IgG)按1:8混合,室温搅拌4h。
(4)4℃条件下使上述混合液体以o.05m01儿,pH7.2PBS透析过夜,加等体积甘油
或0.02%NaN:一30℃分装存放。
生物素化抗体应避免反复冻融,按使用需量分装小瓶。一旦启封稀释使用,勿继续冻
存保留。
2)生物素化辣根过氧化物酶(bio—HRP)制备:
(1)取BNHS(MW454)2.?mg溶于4m1DMF。
(2)以0.1m01儿pH8.4的NaHC02配制5mg/m1的HRP,按BNHS:HRP为1:8
混合(应将BNHS溶液缓慢加至HRP溶液)。置22℃反应4h。;
(3)上述混合液于4℃条件下对0.01m01儿pH7.4PBS透析,48h,中间换液8次以
上。
(4)收集透析液加等量甘油混合,或加o.02%NaN,分装,-20℃存放。
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