性質

ビオチンはアビジンと強く結合することが知られており、その性質を利用して高感度分析に広く利用されている。ビオチンとアビジンの結合安定度定数は10¹⁵で、抗原-抗体反応よりも3～4桁高いため、一旦アビジンと結合したビオチンは生理的条件下では外れない。また、ビオチンはカルボキシル基を持つ低分子であり、容易に化学修飾することができ、タンパク質等の活性をほとんど損なうことなく標識することができる。したがって、抗体を用いた免疫分析のための標識剤として、数多くのビオチン化合物が開発されてきた。タンパク質のアミノ基(NH2基)との結合には、通常、活性エステル基を持つビオチンが用いられ、スルフヒドリル基(SH基)には、マレイミド基を持つビオチンが用いられる。
　目的に応じて、アビジンが認識するビオチンヘッドと反応基の間のスペーサーの長さを選択する必要があるが、一般にスペーサーが長い方が、アビジンを結合させた際の抗体への抗原認識活性への影響が少ないと考えられている。ただし、スペーサー部分が非特異的吸着を起こす場合もあり、測定の際のバックグラウンドが高くなることもあるため、測定感度を向上させるには、S/N(シグナル・ノイズ比)を見て、適当な長さのスペーサーを選択する必要がある。
　スペーサーには通常、アミノカプロン酸が用いられ、アミド結合でビオチンに一分子のアミノカプロン酸を導入した化合物と二分子導入した化合物がある。カプロン酸スペーサーが長くなると水溶性が乏しくなるため、ビオチン標識試薬をDMSOに溶解し、タンパク質を含むバッファー溶液に添加する方法が一般的である。
　タンパク質のアミノ基標識の際に有機溶媒が使用できない場合には、スルホン酸基を持つ活性エステル化合物が利用できる。また、スルフヒドリル基への反応に際しては、同様にDMSOで調整した溶液が用いられるが、スペーサー部分にピペラジン構造を持つため、中性領域では、プロトン化されることにより、水溶性を示す。
還元糖に用いられるビオチンヒドラジド化合物は、水溶性が低くDMSO溶液での調整が必要となる。

　ELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)では、ビオチン標識した抗体に対して、酵素標識ストレプトアビジンを結合させる方法が一般的である。ストレプトアビジンに比べ、アビジンは安価であるがELISAなどに用いられるケースは極めて少ない。理由は、バックグラウンドが極めて高くなるためで、PIが高いことが原因であると考えられている。カラムによるビオチン結合タンパク質などの分離目的には一般的にアビジンが用いられる。