链霉亲和素磁珠的发展历程与应用探索

引言

链霉亲和素（streptavidin）是一种具有高结合亲和力的蛋白质，通过将链霉亲和素固定在磁珠等固载体上可得到链霉亲和素磁珠，它在生物技术领域发挥着重要作用。本文将回顾链霉亲和素磁珠的发展历程，从其发现开始，到优化改进、在分子生物学中的应用，以及在杂交捕获等领域的广泛应用，最终展望其未来发展趋势。

 

1. 发现和鉴定

链霉亲和素最早由美国生物化学家莱昂哈特·布林的研究团队在1960年代末期从链霉菌属（Streptomyces）的一种菌株中分离并鉴定出来。最初的研究表明，链霉亲和素具有与鸡蛋白生物素结合的特性，但其结合亲和力并不高。

 

2. 优化和改进

随着技术的发展，科学家们开始对链霉亲和素进行优化和改进，以增强其与生物素的结合亲和力。在1970年代，研究人员成功地改进了链霉亲和素的纯化方法，提高了其结合亲和力和稳定性，从而为后续的应用奠定了基础。

 

3. 在分子生物学中的应用

链霉亲和素的高结合亲和力和稳定性使其成为生物技术领域中的重要工具。在1980年代，科学家们开始将链霉亲和素与生物素标记的核酸、蛋白质等分子相结合，用于分子生物学实验中的检测、分离和纯化。

 

4. 在杂交捕获中的应用

链霉亲和素的最重要应用之一是在杂交捕获（hybridization capture）技术中的应用。通过将链霉亲和素固定在磁珠等固载体上，科学家们能够利用其与生物素的高亲和力，将特定的生物素标记的核酸序列或其他分子捕获和富集，从而实现对目标分子的高效筛选和分离。

 

5. 商业化和广泛应用

随着对链霉亲和素的研究不断深入，商业化的链霉亲和素磁珠产品陆续问世。

链霉亲和素与磁珠的结合是通过简单而有效的化学共价偶联方法实现的。这种方法利用链霉亲和素蛋白与磁珠表面上特定功能基团之间的化学反应，形成稳定的共价键，从而将链霉亲和素固定在磁珠表面上。

常用的方法是利用磁珠表面的羧基（carboxyl）或氨基（amine）等官能基团与链霉亲和素蛋白之间的偶联反应。常见的偶联方法有多种：

EDC/NHS 偶联法：这是一种常用的化学偶联方法，通过使用活化剂1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) 和 N-hydroxysuccinimide (NHS) 来激活磁珠表面上的羧基，使其具有更高的反应活性。随后，链霉亲和素蛋白与活化的磁珠表面发生酰胺键形成，从而实现链霉亲和素与磁珠的共价连接。

硫醇基团偶联法：在这种方法中，磁珠表面上的羧基通过活化剂与硫醇化合物（如巯基）反应生成硫醚键。然后，这些硫醚化合物与链霉亲和素蛋白中的巯基残基反应，形成更稳定的共价连接。

其他官能基偶联法：除了上述方法外，还可以利用其他官能基团的化学反应来实现链霉亲和素与磁珠的偶联，例如氨基与醛基之间的反应。

通过这些化学方法，链霉亲和素蛋白能够与磁珠表面上的特定官能基团形成稳定的共价连接，从而实现它们的紧密结合。这种链霉亲和素磁珠的形成为分子生物学和生物技术领域提供了强大的工具，被广泛应用于DNA/RNA富集、蛋白质纯化、细胞分离等各个方面。

迪赢生物自研的QuarAcces链霉亲和素磁珠利用链霉亲和素-生物素相互作用的极高结合亲和力来分离和生物素化核酸、抗体等，该链霉亲和素磁珠能在杂交捕获上被广泛应用，离不开它的优势：

-兼容RNA探针和DNA探针捕获；

-具有优异的捕获富集能力；

-可适配自动化流程，在iQuars 50自动化工作站上使用。

 

6. 未来展望

随着生物技术的不断发展，链霉亲和素磁珠作为一种重要的分子工具将继续发挥着重要作用。未来，随着链霉亲和素磁珠的不断创新，相信它将在生物医学、药物研发等领域展现出更广阔的应用前景。