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在分子与细胞生物学研究中,经常需要从成分复杂的裂解液、血清、细胞上清中特异性富集微量靶标分子。传统依靠凝胶过滤、亲和层析的富集手段操作繁琐,样本消耗大,对于低丰度分子捕获效率有限。生物素-链霉亲和素相互作用是自然界亲和力极高的非共价相互作用,解离常数 Kd 可达 10⁻¹⁵ M 级别,结合极其稳定。链霉亲和素磁珠(Streptavidin Magnetic Beads,AbMole,M124559)将链霉亲和素共价偶联于超顺磁性磁珠微球表面,依靠生物素-链霉亲和素强相互作用捕获各类生物素标记的探针,之后再借助磁场实现快速固液分离,为蛋白、核酸、多肽等靶标的富集提供强大工具。
一、什么是链霉亲和素磁珠链霉亲和素磁珠(Streptavidin Magnetic Beads,AbMole,M124559)是将四聚体链霉亲和素蛋白共价交联在超顺磁性磁珠表面的固相富集试剂。链霉亲和素来源于细菌,四聚体结构包含四个独立的生物素结合口袋,每个亚基均可结合一分子生物素;该蛋白不含糖基化修饰,非特异性吸附水平低。磁珠在外加磁场条件下可以快速聚集,完成固液相分离,无需离心,洗涤、换液操作便捷,既适用于普通离心管,也可兼容 96 孔板实现高通量样本处理。实验人员可预先对抗体、DNA/RNA、多肽、小分子进行生物素标记,再利用磁珠捕获带有生物素标签的分子,开展各类实验。
二、作用机理链霉亲和素磁珠(Streptavidin Magnetic Beads,AbMole,M124559)表面共价偶联的链霉亲和素,可以特异性识别样本体系中生物素修饰的探针,依靠极强的非共价结合力,将生物素标记的分子连同其结合的互作分子一同锚定在磁珠固相表面。孵育结束后,放置磁力架,磁珠被磁场吸附于管壁,弃去含有大量杂分子的液相;经过多次洗涤,去除非特异性吸附的杂蛋白与核酸。
图 1. 链霉亲和素磁珠通过生物素标记的探针/抗体捕获蛋白
三、科研实验中为什么需要链霉亲和素磁珠第一,生物素-链霉亲和素结合亲和力极强,耐受较高浓度盐、去污剂,洗涤条件选择范围更广,能够有效降低非特异背景,适合低丰度互作分子富集。第二,体系灵活度高,不受抗体物种亚型限制,只要完成生物素标记,不管是抗体、核酸探针、多肽、小分子配体都可以被捕获。第三,磁珠分离模式省去反复离心,样本损失少,操作简便,支持高通量样本处理。第四,生物素标记手段成熟,多种商业化生物素标记试剂盒可以便捷完成蛋白、核酸的生物素修饰,适配多种研究方向。需要注意,样本体系中如果存在游离生物素,会竞争性占据结合位点,大幅降低捕获效率,需要提前规避。
四、主要科研应用场景1. 生物素化抗体介导 pull-down:生物素标记一抗,借助磁珠捕获抗体-抗原复合物,开展 IP、Co-IP 实验,适配 Protein A/G 磁珠无法结合的特殊亚型抗体。
2. 核酸 Pull-down 实验:使用生物素标记 DNA 或者 RNA 探针,捕获与之结合的蛋白复合物,研究 RNA-蛋白、DNA-蛋白相互作用。
3. 多肽、小分子 pull-down:生物素修饰多肽或小分子药物,从细胞裂解液中钓取细胞内结合靶点蛋白。
4. 外泌体标志物富集:生物素标记外泌体表面抗原抗体,用于外泌体相关蛋白的捕获富集。
5. 富集样本中生物素标记靶分子:血清、细胞培养上清中生物素修饰靶标富集,后续用于 Western Blot、质谱组学分析。
6. PCR产物纯化:PCR 扩增时,其中一条引物 5 端带上脱硫生物素,扩增完整条扩增子一端就带上脱硫生物素。脱硫生物素和链霉亲和素结合强度弱于天然生物素,捕获之后,温和条件就能把目的 DNA 洗脱下来,不会牢牢固定在磁珠上,非常适合 PCR 产物回收。这也是 NGS、单链模板制备最经典方案。
五、基础操作参考【实验前准备】
需要准备的试剂:
Buffer I :10mM Tris-HCl(pH7.5),1mM EDTA,1M NaCl, 0.01%-0.1% Tween-20(适用于结合生物素化核酸)
Buffer II :PBS,pH7.4,含0.05% Tween-20,可根据需要添加0.01%-0.1% BSA(适用于结合生物素化抗体/蛋白)
注:用户可根据需要调整缓冲液的盐浓度及 pH。
【操作步骤】
1.结合生物素化核酸
1) 将磁珠瓶置于漩涡振荡器上20s,振荡重悬磁珠,取100μL磁珠到新的离心管中, 置于磁力架上,1min后移除上清液;
注:用户可根据生物素化分子的多少,参考磁珠的载量,计算需要取用的磁珠量,建议生物素化分子的加入量为磁珠载量的1-2 倍,使磁珠饱和。
2) 用1mL Buffer I洗涤磁珠二次;
磁珠洗涤过程:加入对应的Buffer到离心管中,盖上离心管盖,涡旋震荡磁珠15s,磁性分离,移去上清液;
3) 加入500μL的用Buffer I稀释的生物素化核酸(使磁珠浓度为2mg/mL),充分振荡重悬磁珠,将离心管置于旋转混合仪上,室温旋转混合30mins;
4) 磁性分离,将上清液转移至新的离心管,用Buffer I洗涤磁珠三次;
5) 根据后续实验的要求,加入合适的低盐缓冲液,重悬磁珠;
注:用户可以通过测定反应前后核酸的浓度,计算结合到磁珠上的核酸量。
2.结合生物素化抗体/蛋白
1) 将磁珠瓶置于漩涡振荡器上20s,振荡重悬磁珠,取100μL磁珠到新的离心管中,置于磁力架上,1min后移除上清液;
注:用户可根据生物素化分子的多少,参考磁珠的载量,计算需要取用的磁珠量。建议生物素化分子的加入量为磁珠载量的 1~2 倍,使磁珠饱和。
2) 用1mL Buffer II洗涤磁珠3次;
磁珠洗涤过程:加入对应的buffer到离心管中,盖上离心管盖,涡旋震荡磁珠15s,磁性分离,移去上清液;
3) 加入1mL用Buffer II 稀释的生物素化抗体/蛋白(使磁珠浓度为1mg/mL),充分振荡重悬磁珠。将离心管置于旋转混合仪上,室温旋转混合60mins;
4) 磁性分离,将上清液转移至新的离心管中;
5) 用1mL Buffer II洗涤磁珠5次;
6) 根据客户后续试验需要的磁珠浓度,加入适量 Buffer II 或其他合适的缓冲液,重悬磁珠。至此结合生物素化抗体/蛋白步骤完成。磁珠可用于后续操作。
六、重要注意事项1. 磁珠使用后于保存液中储存2-8℃,避免冷冻或离心。
2. 样本体系尽量避免游离生物素,普通细胞培养基、BSA 制品中常含有游离生物素,会竞争结合位点,降低富集效率。
3. 探针的生物素标记比例需要适度,标记过高会造成探针空间构象改变,影响探针识别靶分子。
4. 全程低温操作,如有需要可以添加蛋白酶抑制剂Cocktail(AbMole,M5293)或者核酸酶抑制剂,防止蛋白、核酸样本降解。
5. 生物素-链霉亲和素相互作用极其稳定,常规变性条件难以完全解离,可以采用煮沸的方式洗脱,如需温和竞争洗脱,则需使用脱硫生物素标记靶分子。
6. 本产品仅用于科学研究使用。

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