生物素标记小分子活性化合物定制合成服务手册-西安齐岳生物

一、生物素标记小分子技术简述

生物素（Biotin，又称维生素 H）是一种具有高亲和力结合特性的小分子辅酶，其与链霉亲和素 / 亲和素之间的结合作用具有特异性强、亲和力高（解离常数 Kd≈10^-15 mol/L）、稳定性好等优势，是生物检测与分析领域的经典分子识别体系。生物素标记小分子活性化合物，是通过化学合成手段将生物素分子连接到具有特定生物活性的小分子化合物上，形成的标记产物可广泛应用于靶点垂钓、药物筛选、分子互作分析、细胞成像等生物医药研发场景，为小分子药物的作用机制研究与临床前评价提供关键工具。西安齐岳生物依托专业的有机合成平台与生物偶联技术团队，可针对不同结构、不同活性的小分子化合物，提供全流程、高定制化的生物素标记合成服务

二、西安齐岳生物生物素标记小分子活性化合物定制服务

定制服务核心方向与技术体系

具体细分方向如下：

1. 可标记的小分子化合物类型

西安齐岳生物可实现对多类具有生物活性的小分子化合物的精准标记，涵盖以下核心品类：药物分子及候选药物：包括小分子药物（如紫杉醇衍生物、喜树碱类似物）、*炎药物（如非甾体*炎药衍生物）、抗菌药物（如喹诺酮类、大环内酯类）、药物（如核苷类衍生物）等，支持新药研发阶段的靶点验证与药效追踪。

• 天然活性小分子：

植物源活性成分（如黄酮类、生物碱类、萜类化合物）、微生物次级代谢产物（如抗生素、真菌毒素）、动物源活性小分子（如胆酸类、神经递质）等，助力天然产物作用靶点的筛选与确认。

• 功能探针小分子：

荧光基团修饰前体小分子、靶向特定酶（如激酶、蛋白酶、磷酸酶）的底物小分子、受体靶向配体小分子（如 G 蛋白偶联受体配体、核受体配体）等，为分子影像学与酶活检测提供标记工具。

• 其他活性小分子：

氨基酸及多肽片段、糖类及糖苷类化合物、核酸碱基衍生物、金属离子螯合型小分子等，满足多领域科研的标记需求。

2. 小分子化合物的生物素化修饰策略

针对不同小分子的官能团特性，西安齐岳生物采用多样化的生物素化偶联技术，确保标记后小分子的生物活性不受影响。

具体修饰方案如下：

3. 标记产物的间隔臂（Linker）定制

为避免生物素与小分子活性位点的空间位阻效应，西安齐岳生物可根据客户需求定制不同类型的间隔臂，保障标记后小分子的生物活性，常见间隔臂类型如下：

三、西安齐岳生物生物素标记小分子定制服务流程

服务模块

为方便客户快速了解服务详情、匹配定制需求，以下表格从服务模块、核心内容、技术参数、交付标准、服务周期、适用场景六个维度，对西安齐岳生物生物素标记小分子定制服务进行全面汇总：

补充说明：

1. 所有标记产物均默认提供 - 20℃避光储存包装，支持冷链运输；

2. 对于天然产物、新型药物分子等特殊小分子，可提供加急服务（周期缩短 30%-50%）；

3. 可配套提供链霉亲和素磁珠 / 亲和层析柱等下游实验耗材，实现 “标记 - 应用” 一站式服务。

四、西安齐岳生物生物素标记小分子定制案例展示

案例 1：药物阿霉素的生物素 - PEG4 标记定制

（1）需求背景

某科研单位需对阿霉素进行生物素标记，用于肿瘤细胞靶点垂钓实验，要求标记后保持阿霉素的活性，且提升产物水溶性。

（2）定制方案

小分子特性：阿霉素含氨基官能团，疏水性较强，活性位点为蒽环母核。

标记策略：采用生物素 - PEG4-NHS 活性酯进行酰胺键偶联，选择 PEG4 作为间隔臂，既避免空间位阻影响阿霉素母核活性，又提升产物水溶性。

合成流程：

制备生物素 - PEG4-NHS 活性酯；

在 pH 7.5 的 PBS 缓冲液中，将活性酯与阿霉素氨基进行偶联；

制备型 HPLC 纯化，收集目标产物。

（3）图文展示

示意图：

生物素-PEG4-CO-NH-阿霉素母核

（注：PEG4为-(OCH2CH2)4-链，连接生物素与阿霉素的氨基，形成稳定酰胺键）

表征数据：

HPLC 纯度：经检测，标记产物纯度达 98.2%，无明显杂峰；

质谱鉴定：高分辨质谱显示分子离子峰与理论值（C48H66N8O15S）一致，确证结构正确；

活性验证：体外肿瘤细胞毒性实验表明，标记产物 IC50 值与未标记阿霉素接近，证明生物活性未受显著影响。

应用效果：该标记产物成功用于肝癌细胞 HepG2 的靶点垂钓，筛选出 3 个潜在结合蛋白，为阿霉素作用机制研究提供了关键数据。

案例 2：天然活性成分姜黄素的生物素 - 可裂解间隔臂标记定制

（1）需求背景

某高校课题组需标记姜黄素，用于炎症靶点的筛选，要求标记产物可在细胞内还原环境下实现姜黄素的可控释放。

（2）定制方案

小分子特性：姜黄素含羟基官能团，水溶性差，且需实现可控释放。

标记策略：先对姜黄素羟基进行炔基修饰，再采用含二硫键（可裂解间隔臂）的叠氮基生物素，通过 CuAAC 点击化学完成偶联，二硫键可在细胞内谷胱甘肽（GSH）作用下裂解，释放游离姜黄素。（3）图文展示

表征数据：

NMR 结构确证：1H-NMR 与 13C-NMR 图谱显示各特征峰与理论结构匹配，证明偶联成功；

裂解实验：在含 10 mM GSH 的缓冲液中，37℃孵育 4 h，标记产物裂解率达 92%，释放出游离姜黄素；

细胞成像：荧光共定位实验表明，标记产物可进入巨噬细胞，且在胞内实现姜黄素的释放与靶点结合。

应用效果：利用该标记产物，课题组成功筛选出姜黄素在炎症巨噬细胞中的关键靶点蛋白（NF-κB p65），为姜黄素抗炎机制研究提供了直接证据。

五、相关文献：

1. 生物素靶向嵌合体（BioTAC）用于映射小分子相互作用网络

英文：A biotin targeting chimera (BioTAC) system to map small-molecule–protein interactomes.
主要内容：

该工作构建并验证了一种名为 BioTAC 的平台：将小分子与“生物素-链接子”构成的引导体（chimera）结合，利用生物素/链霉亲和素体系进行细胞内近距离标记并结合质谱鉴定结合蛋白和复合体成员。与传统直接偶联拉下（pull-down）相比，BioTAC 可在活细胞中对直接结合和复合体内的间接相互作用进行检测，灵敏度和特异性兼顾，适合用于未知靶点鉴定与药物作用机制研究。该文为把“生物素化小分子”作为化学生物学工具在细胞内功能化使用提供了明确示范和方法学细节。

2. 生物素化小分子生物活性化合物的合成策略综述

英文：Synthetic Strategies for the Biotinylation of Bioactive Small Molecules.
链接（ChemMedChem，综述）：
作者：P. C. Trippier 等（2013）.
主要内容：

该综述系统总结了向小分子药物/探针上引入生物素标签的常用策略，包括常见连接位点选择、连接子（linker）的设计（长度、柔性、可切除性）、典型化学反应（酰胺化、点击化学 [CuAAC]、硫醚键、胺-活化酯偶联等）以及标记后对生物活性的评估方法。文章讨论了保持小分子结合活性同时实现可富集/可检测性的设计权衡，并给出多个案例与合成路线图，为设计生物素化小分子提供实操指导。 

3. 合成并评价可穿透细胞的生物素化 PU-H71 类小分子（实例与方法）

英文：Synthesis and evaluation of cell-permeable biotinylated PU derivatives.
链接（Beilstein Journal of Organic Chemistry / 例子与合成）：
主要内容：

论文以 PU-H71（一种表观遗传/分子伴侣抑制剂）为例，报道了将生物素连接到活性小分子上的合成路线并系统评估了生物素化后分子在细胞内的穿透性、靶点结合保持情况以及用于亲和富集（streptavidin beads）以鉴定靶蛋白的能力。文中给出多个不同长度/性质连接子对活性和可用性的影响数据，演示了“把生物素引入药效团”的实用注意事项。对想直接把已知抑制剂做生物素化并用于pulldown/质谱的研究者很有参考价值。 

4. 将生物素化用作增强小分子（/荧光分子）细胞/细菌累积的工具（机理与实验）

中文名（译名）：将生物素化作为提高小分子摄取的工具
英文：Biotinylation as a tool to enhance the uptake of small molecules.
作者：A. Pandeya 等（2021）.
主要内容：

这篇实验研究把生物素共轭到一个荧光分子（Atto565）上，评估其在大肠杆菌及其他体系中的积累情况。结果显示生物素化确实在某些条件下提高了化合物在细胞/周隔室的富集，但并非总是通过已知的生物素转运蛋白介导（实验表明游离生物素不影响积累）。论文提示：生物素化可能改变分子的物理-化学性质（亲水性/膜穿透性/与细胞组分结合），从而影响分布；因此在把生物素用作“标签”时需要评估其对药代/分布的影响。该工作对理解生物素化后的小分子在细胞内分布提供了实证。

5. 生物素化用于载体/治疗分子的构建：一例硼载体的生物素连接物

英文：A Water-Soluble Small Molecule Boron Carrier Targeting via Biotinyl-closo-dodecaborate Conjugate (示例研究)
作者：K. Nishimura 等（2024）.
主要内容：

该研究合成了一种 biotinyl-closo-dodecaborate 共轭物，作为靶向性硼载体（用于硼中子俘获疗法等）的例子。文中展示了把生物素用于将功能性小分子（或无机团簇）引导至生物系统/受体的策略，评估了水溶性、稳定性与细胞摄取特性，并讨论了利用生物素-亲和素体系进行富集/定位的可行性。该篇代表了生物素化小分子在治疗载体设计方向的延伸应用，而不仅限于靶点鉴定工具。 

六、西安齐岳生物提供的部分生物素目录：

生物素-NHS 酯 — Biotin-NHS Ester

NHS-PEG12-生物素 — NHS-PEG12-Biotin

生物素-PEG4-羧基 — Biotin-PEG4-COOH

生物素-PEG3-马来酰亚胺 — Biotin-PEG3-Maleimide

生物素-HPDP — Biotin-HPDP

Sulfo-NHS-LC-生物素 — Sulfo-NHS-LC-Biotin

生物素-XX-琥珀酰亚胺 — Biotin-XX-SE

Sulfo-LC-生物素 — Sulfo-LC-Biotin

生物素-碘乙酰胺 — Biotin-Iodoacetamide

生物素-叠氮 — Biotin-Azide

生物素-炔基 — Biotin-Alkyne

生物素-PEG11-孕酮探针 — Progesterone-PEG11-Biotin

雌二醇-PEG3-生物素 — Estradiol-PEG3-Biotin

地塞米松-生物素 — Dexamethasone-Biotin

生物素-JQ1 — Biotinylated-JQ1

生物素-胆固醇 — Biotin-Cholesterol

胆固醇-PEG-生物素 — Cholesterol-PEG-Biotin

DSPE-PEG-生物素 — DSPE-PEG-Biotin

生物素-PEG-DSPE — Biotin-PEG-DSPE

生物素-FITC — FITC-Biotin

生物素-Atto 染料 — Atto-Biotin

生物素-Cy3 — Biotin-Cy3

生物素-Cy5 — Biotin-Cy5

生物素-Alexa488 — Biotin-Alexa Fluor 488

生物素-4-荧光素 — Biotin-4-Fluorescein

生物素-11-dUTP — Biotin-11-dUTP

生物素-16-dUTP — Biotin-16-dUTP

生物素-14-dATP — Biotin-14-dATP

生物素-ATP — Biotin-ATP

生物素-PEG-胺 — Biotin-PEG-Amine

生物素-肼 — Biotin-Hydrazide

生物素-PEG-巯基 — Biotin-PEG-SH

生物素-马来酰亚胺 — Biotin-Maleimide

生物素-磷脂 PE — Biotin-PE

生物素-叶酸 — Biotin-Folate

生物素-叠氮-PEG — Biotin-Azide-PEG

生物素-PEG-DSG 交联剂 — Biotin-PEG-DSG

LC-生物素 — LC-Biotin

可裂解型生物素-HPDP — Cleavable Biotin-HPDP

生物素-PEG-叠氮 — Biotin-PEG-N3

生物素-喜树碱衍生物 — Biotinylated-Camptothecin

生物素-孕酮衍生物 — Biotinylated-Progesterone

生物素-雌二醇衍生物 — Biotinylated-Estradiol

生物素-雷帕霉素衍生物 — Biotinylated-Rapamycin

生物素-DOTA — Biotin-DOTA

生物素-十二硼烷 — Biotinylated-Closo-Dodecaborate

生物素-PEG-Boc — Biotin-PEG-Boc

生物素-DSPE-PEG2000 — DSPE-PEG2000-Biotin

生物素-核苷酸衍生物 — Biotinylated-Nucleotide

生物素化定制小分子探针 — Custom Biotinylated Small-Molecule Probe