生物素 dUTP 可通过酶促反应，进行 DNA 的非放射性标记。标记方式有 PCR 扩增、缺口转移、cDNA 合成、随机引物标记和引物延伸等。PCR 扩增反应标记时，请使用 Taq 聚合酶（dUTP 对古菌聚合酶如 Pfu、Vent 有抑制作用）。

生物素 - dUTP（生物素标记的脱氧尿苷三磷酸）荧光染料作为核酸特异性双功能探针，核心优势聚焦于 “核酸掺入特异性、生物素 - 荧光协同功能、生物相容性与检测灵活性”，相比传统核酸标记工具，在分子生物学、细胞生物学、医学检测等科研场景中展现出不可替代的价值，具体优势如下：

一、核酸靶向特异性极致，无交叉干扰

1.DNA/RNA 合成特异性掺入

作为 dTTP 的结构类似物，可被 DNA 聚合酶（如 Taq、Pfu 酶）、逆转录酶（如 M-MLV 酶）特异性识别，在 DNA 复制、PCR 扩增、RT-PCR 逆转录过程中精准掺入新合成的 DNA/cDNA 链中，仅标记含胸腺嘧啶（T）的核酸分子，对蛋白质、糖类、脂质等生物大分子无交叉反应，荧光背景比非特异性核酸染料降低 80% 以上，实验信噪比显著提升。

2.细胞内靶向性强

可通过细胞膜进入细胞内，在 S 期（DNA 合成期）被细胞自身的 DNA 复制 machinery 掺入新合成的 DNA 链，特异性标记增殖细胞，不影响非增殖细胞（G1/G2/M 期），避免传统染料对细胞周期的干扰，细胞增殖检测特异性＞95%。

3.抗干扰能力强

在 PCR 缓冲液、细胞裂解液、组织样本等复杂体系中，不受金属离子、酶类、蛋白质等杂质影响，仍能保持高效掺入效率，实验结果重复性高（RSD＜5%），无需复杂样本前处理。

二、生物素 - 荧光双功能协同，一站式满足多元需求

1.三重功能集成，简化实验流程

同时具备 “核酸特异性标记 + 荧光可视化 + 生物素亲和富集” 三大功能，无需分步使用荧光染料与生物素探针：

荧光基团（如 FITC、Cy3、Cy5）可直接用于核酸的实时可视化（如凝胶电泳荧光检测、细胞内原位成像、流式细胞分析）；

生物素基团可通过链霉亲和素（Streptavidin）介导的亲和作用，实现标记核酸的高效富集（如磁珠分离、免疫沉淀）、纯化或信号放大，解决单一荧光染料 “仅能观察、无法富集” 或单一生物素探针 “仅能富集、无法实时可视化” 的缺陷。

2.功能互不干扰，性能最优

生物素与荧光基团通过长连接臂（如 PEG 链、烷基链）连接，避免空间位阻：

不影响 dUTP 的酶促掺入效率（掺入率与天然 dTTP 相当，可达 90% 以上）；

不降低生物素与链霉亲和素的结合亲和力（Kd≈10?1? M），富集效率＞95%；

不猝灭荧光基团的发光性能（量子产率保持 0.6~0.8），检测灵敏度与单一荧光染料相当。

三、荧光性能优异，适配多样化检测场景

1.光谱特性灵活可调

可修饰不同荧光母核，发射波长覆盖 490~800 nm，适配荧光显微镜、激光共聚焦显微镜、流式细胞仪、荧光分光光度计、测序仪等多种检测设备，兼容单标、多色标记实验（如与 DNA 染料 PI 搭配实现细胞周期多参数分析）。

2.高灵敏度与低检测下限

荧光量子产率高，标记后核酸的荧光信号强度比传统 EB 染色高 10~100 倍，检测下限可达 pg 级别（如凝胶电泳中 ng 级核酸即可清晰成像），适合低丰度核酸（如微量病原体核酸、低表达 mRNA）的检测。

3.光稳定性强，适配长期观察

光漂白抗性比常规核酸荧光染料（如 SYBR Green I）提升 30% 以上，连续激光照射 30 分钟后荧光强度仍保持 80% 以上，适合活细胞增殖动态追踪、组织切片长期成像等实验。

4.信号放大潜力大

生物素与链霉亲和素的多价结合特性（1 个链霉亲和素结合 4 个生物素），可通过 “链霉亲和素 - 荧光素” 复合物进行二次标记，实现荧光信号放大 10~100 倍，尤其适合超低丰度核酸（如疾病早期生物标志物、单细胞核酸）的高灵敏检测。

四、生物相容性佳，适配体内外实验

1.低毒性与无损伤性

分子结构与天然 dUTP 相似，生物相容性好，常规使用浓度（1~10 μM）下对细胞活力无影响（细胞存活率＞95%）；相比传统 BrdU 标记，无需 DNA 变性处理（避免盐酸、变性剂对细胞结构的损伤），可保留细胞完整性，适配活细胞成像与后续功能分析。

2.标记稳定性强

掺入核酸链后形成稳定的磷酸二酯键，生物素与荧光基团共价连接，在体内外环境中不易水解、降解或脱落，标记后核酸可在 - 20℃储存 6 个月以上，荧光强度与亲和结合率均保留＞90%，适合样本长期储存与后续验证实验。

3.水溶性优异，操作便捷

易溶于水、PCR 缓冲液等常用实验溶剂，溶解度可达 10~20 mM，无需添加 DMSO、乙醇等有机溶剂，减少对酶活性与细胞毒性的影响，实验操作简单，无需特殊设备。

五、应用灵活性高，适配多类型核酸研究

1.兼容多种核酸实验技术

可无缝适配 PCR/RT-PCR、原位杂交（FISH）、Northern blot、Southern blot、ChIP（染色质免疫沉淀）、测序等多种分子生物学技术，无需调整实验体系，通用性强。

2.适配不同研究场景

体外实验：核酸扩增标记、探针制备、凝胶检测、核酸互作分析；

细胞实验：活细胞增殖监测、细胞周期分析、mRNA 原位成像；

体内实验：小动物体内增殖细胞追踪（近红外荧光衍生物）、组织工程中干细胞增殖监测；

临床检测：病原体核酸检测、肿瘤 / 遗传病基因诊断。

六、核心应用价值聚焦

1.核酸精准分析：实现低丰度核酸的特异性标记、可视化检测与高效富集，简化 PCR、FISH、ChIP 等实验流程，提升研究效率；

2.细胞增殖与周期研究：无损伤标记活细胞增殖过程，精准分析细胞周期分布，适配抗肿瘤药物筛选与干细胞研究；

3.医学检测与诊断：高灵敏度检测病原体核酸、肿瘤相关基因，无放射性污染，适合临床样本快速检测与疾病早期诊断；

4.核酸互作与基因表达研究：通过 “标记 - 富集 - 鉴定” 一体化方案，解析核酸 - 蛋白相互作用，量化基因表达水平。

生物素 - dUTP具体应用领域如下：

一、核酸分子标记与检测（核心应用场景）

1. DNA/RNA 合成与可视化标记

• PCR/RT-PCR 标记：将生物素 - dUTP 作为底物掺入 PCR（DNA 扩增）或 RT-PCR（RNA 逆转录扩增）反应体系，替代部分 dTTP，扩增产物（DNA/cDNA）同时携带生物素与荧光基团，可直接用于凝胶电泳荧光检测、核酸杂交探针制备，无需额外标记步骤；
• 原位杂交（FISH）标记：制备生物素 - dUTP 标记的核酸探针（DNA/RNA 探针），与细胞内靶核酸（如染色体 DNA、mRNA、miRNA）特异性杂交后，通过荧光信号直接可视化靶核酸的定位（如染色体基因定位、mRNA 亚细胞分布），或通过生物素 - 链霉亲和素介导的信号放大（如链霉亲和素 - 荧光素复合物）提升检测灵敏度；
• 核酸测序辅助标记：用于 Sanger 测序或下一代测序（NGS）中的核酸片段标记，通过荧光信号识别测序产物，或通过生物素富集目标测序片段，提高测序准确性与特异性。

2. 核酸定量与纯度分析

• 荧光定量检测：利用探针的荧光特性，通过荧光分光光度计或酶标仪定量分析核酸样本（如基因组 DNA、质粒 DNA、RNA）的浓度，检测下限可达 ng 级别，无需传统紫外分光光度法的高样本量；
• 核酸纯度验证：结合凝胶电泳与荧光成像，通过荧光条带的完整性与强度，判断核酸是否降解、是否存在杂质污染（如蛋白、多糖），结果直观且灵敏度高于 EB 染色。

二、细胞增殖与周期研究

1. 细胞增殖监测（EdU 类似物原理）

• 生物素 - dUTP 可作为 DNA 合成前体，通过细胞内 DNA 复制过程掺入新合成的 DNA 链中，特异性标记处于 S 期（DNA 合成期）的增殖细胞；
• 结合荧光成像（荧光基团直接可视化）或流式细胞仪分析，定量检测细胞增殖率（如正常细胞 vs 肿瘤细胞、药物处理前后的增殖差异），适配抗肿瘤药物筛选、细胞增殖调控机制研究；
• 优势：相比传统 BrdU 标记，无需 DNA 变性处理（避免损伤细胞结构），生物相容性更好，可同时结合细胞表面标志物染色实现多参数分析。

2. 细胞周期分析

• 标记处于 S 期的增殖细胞后，结合 DNA 染料（如 PI）染色，通过流式细胞仪同时检测细胞内荧光强度（生物素 - dUTP 掺入量，反映 S 期进程）与 DNA 总量，精准区分 G1 期、S 期、G2/M 期细胞比例，分析细胞周期分布与阻滞情况（如药物诱导的 G2/M 期阻滞）。

三、染色体与遗传学研究

1. 染色体核型分析与基因定位

• 染色体显带与标记：用生物素 - dUTP 标记特异性 DNA 探针，通过 FISH 技术与中期染色体杂交，荧光信号直接定位目标基因在染色体上的位置（如肿瘤相关基因扩增 / 缺失检测、遗传病基因定位）；
• 染色体畸变检测：标记染色体特异性探针，观察染色体断裂、易位、缺失等畸变（如辐射损伤、化学毒物诱导的染色体异常），用于遗传毒性评价与环境污染物检测。

2. 减数分裂与生殖细胞研究

• 标记生殖细胞（精子、卵细胞）减数分裂过程中的 DNA 合成，通过荧光成像观察减数分裂各时期的 DNA 复制动态、染色体配对与分离情况，解析生殖细胞发育机制与遗传疾病发生原因（如染色体非整倍体导致的遗传病）。

四、核酸互作与基因表达研究

1. 核酸 - 蛋白相互作用检测

• 染色质免疫沉淀（ChIP）辅助：用生物素 - dUTP 标记染色质 DNA 片段，与转录因子、组蛋白等 DNA 结合蛋白孵育后，通过生物素 - 链霉亲和素磁珠富集 DNA - 蛋白复合物，后续经 PCR 或测序鉴定靶蛋白结合的 DNA 序列（如启动子区域），解析基因转录调控机制；
• RNA 结合蛋白（RBP）筛选：将生物素 - dUTP 掺入 RNA 探针（如 mRNA 片段），与细胞裂解液中的 RBP 孵育后，通过生物素富集 RNA - 蛋白复合物，结合质谱分析鉴定与目标 RNA 相互作用的蛋白。

2. 基因表达水平分析

• Northern blot 增强检测：用生物素 - dUTP 标记 RNA 探针，与总 RNA 样本进行 Northern blot 杂交，通过荧光信号或信号放大系统检测目标 mRNA 的表达水平，灵敏度比传统放射性标记高 10~100 倍，且无放射性污染；
• 原位基因表达可视化：通过 FISH 技术标记细胞内目标 mRNA，直接观察其在组织或细胞中的表达分布（如肿瘤组织中癌基因 mRNA 的高表达区域），用于基因表达的空间异质性分析。

五、分子生物学实验技术辅助

1. 核酸探针制备与纯化

• 高效制备生物素 - 荧光双标记的核酸探针（DNA/RNA 探针），用于杂交实验（如 Southern blot、Northern blot、FISH），探针稳定性强（-20℃可储存 6 个月以上），结合活性保持率＞90%；
• 通过生物素 - 链霉亲和素磁珠富集标记后的核酸探针，去除未掺入的游离核苷酸与杂质，提升探针纯度与杂交特异性。

2. 基因克隆与载体构建验证

• 标记克隆载体（如质粒、病毒载体）中的插入片段，通过荧光成像或酶切电泳验证插入片段的完整性与正确性；
• 用于基因编辑（如 CRISPR-Cas9）后的阳性克隆筛选，标记编辑后的靶基因片段，通过荧光信号快速识别阳性克隆，简化筛选流程。

六、其他前沿科研场景

1. 干细胞与再生医学研究

• 标记干细胞（如胚胎干细胞、间充质干细胞）的 DNA 合成，追踪干细胞在体内外的增殖与分化过程（如干细胞移植后的存活与定植），通过荧光成像观察干细胞在组织中的分布；
• 分析干细胞增殖能力的调控因素（如细胞因子、药物），为再生医学治疗提供实验依据。

2. 环境微生物检测

• 标记环境样本（土壤、水体）中微生物的特异性核酸序列，通过荧光检测或富集分离，鉴定微生物群落组成（如有益菌 / 有害菌种类），用于环境质量评估与微生物资源筛选。

3. 教学与基础实验

• 作为高校分子生物学、遗传学的实验教学工具，用于 PCR 扩增、核酸杂交、细胞增殖检测等基础实验，帮助学生理解核酸合成、基因表达、细胞周期等核心原理；
• 适配 “核酸标记 - 可视化 - 富集” 一体化实验教学，展示核酸检测的完整流程与技术应用。

生物素 - dUTP 荧光染料的独特价值在于 **“核酸掺入特异性 + 生物素 - 荧光双功能协同 + 高灵敏度”**，解决了传统核酸标记 “流程复杂、特异性差、灵敏度低” 的痛点，其应用覆盖分子生物学、细胞生物学、医学检测等多个领域，是科研与临床检测中 “核酸精准分析” 的核心工具，尤其在需要同时实现核酸标记、可视化与富集的实验中具有不可替代的优势。

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