Azide-Biotin（生物素-N3）是一种功能性化学试剂，将生物素（Biotin）与叠氮基（Azide）连接，形成可用于生物分子标记、富集和偶联的多用途工具。它结合了生物素与叠氮的独特化学特性，可在温和条件下实现生物正交反应，广泛应用于蛋白质、多肽、核酸及纳米材料的功能化。
化学结构与组成
Azide-Biotin主要由两部分组成：
生物素（Biotin）部分
生物素是一种天然存在的维生素类化合物，结构包含一个缩环的咪唑戊酰内酰胺环（ureido ring）和一个戊酸链。生物素能够与亲和素（streptavidin）或亲和链霉亲和素（avidin）形成非常强的非共价结合（结合常数约为10^−15 M），这一高亲和力使其成为分子识别和富集实验中的核心工具。生物素端可用于蛋白质、抗体、核酸或纳米材料表面标记，实现可控捕获和检测。
叠氮基（Azide, –N3）部分
叠氮基是一种高度活泼的官能团，能够与炔烃（alkyne）或环炔化合物（如DBCO、TCO）发生“点击化学”反应（Copper-free SPAAC或CuAAC）。叠氮与炔烃的反应高度选择性、温和且无需催化剂（在SPAAC情况下），因此可以在复杂生物体系中实现正交偶联，而不会与其他官能团产生副反应。
常用名N-(3-叠氮丙基)生物素胺
英文名Biotin-azide
CAS号908007-17-0
分子量326.41800
分子式C13H22N6O2S
熔点168 °C
化学性质与反应特性
高选择性
Azide-Biotin的叠氮端能够专一性地与炔基官能团反应，而生物素端可与亲和素家族蛋白结合。这种双功能设计，使分子可以同时完成生物分子标记和捕获，实现精确的双重功能。
温和反应条件
叠氮与炔烃的点击反应可在水相、室温或生理条件下进行，无需有害催化剂。生物素-亲和素结合在室温下即可实现强烈吸附，因此Azide-Biotin可直接应用于生物体系而不破坏分子活性。
水溶性与稳定性
Azide-Biotin在缓冲液和常用有机溶剂中具有良好溶解性。叠氮基稳定性良好，避光和低温保存可长期保持活性，而生物素端的稳定性也保证了长时间的功能性保存。
多用途偶联能力
叠氮端可用于与炔烃标记的分子（蛋白质、寡核苷酸、纳米颗粒等）进行点击反应，实现高效偶联。生物素端则用于后续的捕获、分离或检测，使Azide-Biotin成为分子探针、标记试剂和富集工具的理想选择。
应用领域
蛋白质及多肽标记
Azide-Biotin可与含炔基的蛋白质或多肽进行点击反应，实现特异性生物素化。生物素端可与亲和素、链霉亲和素或NeutrAvidin结合，实现靶分子的捕获、富集或检测。此方法在蛋白质组学、表面修饰及生物分子功能研究中广泛使用。
核酸及寡核苷酸修饰
含炔基的DNA🧬或RNA分子可与Azide-Biotin进行点击偶联，实现生物素标记。标记后的核酸可用于亲和捕获、荧光标记探针制备或『芯片』实验，为分子生物学研究提供了高效工具。
纳米材料功能化
Azide-Biotin可用于金纳米颗粒、量子点、脂质体或其他纳米材料的表面修饰。通过点击反应偶联炔基修饰的纳米颗粒，生物素端提供可控的结合位点，实现后续分离、检测或靶向功能化。
生物分析与检测
Azide-Biotin常用于免疫捕获、蛋白质『芯片』及ELISA等实验中。生物素端可与标记有酶、荧光或磁珠的亲和素结合，实现高灵敏度的分析和定量检测。叠氮端的化学反应特异性确保了偶联的选择性与高效性。
多功能探针设计
Azide-Biotin可作为构建多功能分子探针的平台。叠氮端用于偶联特异性识别分子，生物素端用于捕获或信号放大，实现双功能或多功能探针的设计，如可用于生物成像、追踪和生物分子分析。
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