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一、化合物基本信息
NHS-LC生物素是一種長鏈、NHS酯活化的生物素化試劑，用于標記伯胺（例如蛋白賴氨酸），其膜通透性使其可用于一般細胞內標記。磺基NHS-LC生物素是水溶性的、不可切割的，可以對溶液中的抗體、蛋白質和任何其他含伯胺的大分子進行簡單有效的生物素化試劑，細胞表面蛋白的特異性標記是這些獨特的水溶性和膜不可滲透試劑的另一個常見應用。
Katsumi團隊2001年發表《一種利用內皮生物素化和抗生物素蛋白-生物素系統的新型血管內給藥方法》，此項研究中開發了一種新型血管內給藥系統，將從導管注射的藥物固定到靶組織的血管系統中，活內皮細胞的細胞蛋白首先通過生物素化試劑直接生物素化，然后通過親和藥物或使用親和素作為接頭的生物素化藥物結合。
在最初的實驗中，在體外研究了培養的牛主動脈內皮細胞（BAECs）的生物素化，方法是將生物素化試劑（NHS-LC生物素或磺基-NHS-LC生物素）應用于洗滌過的完整BAEC單層上，并表明與細胞結合的生物素量取決于所應用的生物素試劑的濃度。將細胞裂解物中生物素的濃度除以裂解物中的蛋白質濃度（ng生物素/μg蛋白質），以使其值標準化，以應對實驗過程中可能的細胞損失。圖1顯示了生物素化試劑的劑量與細胞裂解物中校正的生物素濃度之間的關系。細胞裂解物中生物素的濃度隨著生物素化試劑劑量的增加而增加。當在相同濃度下比較NHS-LC-生物素和磺基NHS-LC生物素時，NHS-LC生物素的生物素化的細胞蛋白略多。例如，由1.8mM NHS-LC生物素和磺基NHS-LC生物素制備的細胞裂解物的生物素濃度分別為0.390和0.304ng每1g蛋白質。
在生物素化后，細胞結合的生物素隨著時間的推移而減少，當熒光素標記的親和素（FITC-avidin）應用于生物素化的BAEC單層時，FITC-親和素很容易與細胞結合。LDH釋放測定顯示磺基NHS-LC生物素對BAEC只有輕微的細胞毒性，集落形成測定顯示試劑只有輕微的不良反應。對正常家兔的腎動脈進行了體內研究，通過導管將NHS-LC生物素溶液注射到一個腎臟，以生物素化其血管系統，并將載體注射到另一個腎臟作為對照，然后用鹽水灌注。最后，將FITC-avidin溶液注射到兩個腎臟，然后在拔出導管后與血液再次融合。在組織學切片中，生物素化腎臟中超過85%的腎小球被熒光素染色，而對照組中沒有腎小球被染色。在相同手術后2天采集的腎臟中，大多數腎小球仍然染色明亮。圖2顯示，在生物素化后，EC中的生物素濃度隨著時間的推移而降低。當使用磺基NHS-LC生物素時，生物素化蛋白的濃度隨著時間的推移迅速下降，24小時后只剩下少量。另一方面，當使用NHS-LC-生物素時時，在24小時內檢測到大量的生物素分子（60%），在48小時時仍能檢測到約40%。根據數據計算出的生物素半衰期分別為38.0小時（NHS-LC生物素）和10.8小時（磺基-NHS LC-生物素）。
在用0.18-18mM的磺基NHS-LC生物素和暴露于溶劑中進行對照，生物素化24小時后通過相差顯微鏡檢查了所有的BAEC，所有組的細胞均為陰性，未顯示任何形態異常。另一方面，如圖3所示，與低劑量（0、0.18和1.8mM）的生物素化相比，暴露于18mM生物素化試劑的組顯示LDH水平略有增加（克魯斯卡爾-沃利斯檢驗，p＜0.02）。
為了研究生物素化抑制劑是否會改變細胞活性，使用集落形成測定法檢測了它們對細胞增殖的影響。如圖4所示，BAEC集落的數量隨著試劑濃度的增加而減少。菌落形成的抑制在1.8-5.4mM時是明顯的（克魯斯卡爾-沃利斯檢驗檢驗，p<0.01）。
在這個實驗中，還研究了抗生物素化藥物是否可以固定在有活力的生物素化EC上。結果如圖5所示，細胞裂解物中FITC抗生物素的濃度隨著FITC抗病毒素初始劑量的增加而增加。當使用NHS-LC生物素時，FITC-avidin的初始劑量與其在細胞裂解物中的濃度之間的相關系數為0.987（p=0.012），而當使用磺基NHS-LC-生物素時為0.977（p=0.026）。
在最終的實驗中，生物素化的腎臟注射抗生物素溶液，然后注射熒光素-生物素溶液。對照腎臟先前沒有生物素化，但接受了與上述相同的抗生物素和熒光素生物素注射，超過80%的腎小球在生物素化的腎臟中染色，但在對照組中沒有染色。這表明生物素化藥物可以通過抗生物素錨定在生物素化血管系統上，而不會被血液沖走。生物素化腎臟的功能未發現明顯的不良反應，這種給藥系統適用于治療某些血管病理狀況，如惡性腫瘤中的微血管增殖，以及在某些靶器官中連續給藥。
在這項研究中，研究了活內皮細胞的生物素化，以開發一種將治療藥物遞送到靶區并將藥物錨定到該區域的血管內皮細胞的方法。這項研究的兩個關鍵要素是導管插入術在藥物遞送中的應用和NHS酯的生物素衍生物在生物素化中的使用。介入放射學的最新進展使得使用血管導管插入術到達身體的許多地方成為可能，使用導管插入術，我們將藥物輸送到作為模型器官的兔腎臟中的血管內皮細胞。一些研究人員之前已經報道了動物組織細胞的生物素化，如紅細胞、淋巴細胞和內皮細胞，使用生物素NHS酯衍生物用于各種目的。NHS酯與蛋白質具有高度反應性，與NHS酯的化合物可以通過細胞蛋白質固定在活細胞上。Fuente等人報道了使用分離的肺對肺內皮進行生物素化，然后通過血管內注射給予生物素化試劑。Katsumi團隊的研究首次將血管內皮細胞的生物素化用于治療目的。
