（一）細胞表面分子交聯
交聯劑常用于鑒定細胞表面受體和配體。不能通透細胞膜的水溶性交聯劑可以交聯細胞表面的相互作用蛋白，還可以降低膜的通透性和膜內蛋白的反應（Ji 197；WedekindF.1989）。
磺酰基與NHS酯的琥珀酰亞胺酯環相連就得到了一種水溶性膜不通透的交聯劑，并且該種交聯劑不與膜內蛋白發生反應。所以，當使用硫化NHS酯時，反應時間和交聯劑用量都不是很重要的問題。同雙官能團、異雙官能團NHS酯和光反應性芳香疊氮等交聯劑都是用于交聯細胞表面蛋白的合適選擇。
使用水溶性及水不溶性交聯劑就可以判斷某一已知蛋白是定位于細胞膜表面還是定位于膜內側。簡單說來，該策略的基本原理是，使用交聯劑處理細胞后，將交聯后的細胞蛋白經PAGE膠分離，westernbloting鑒定。如果蛋白位于膜內側，那么只有使用水不溶性交聯劑才會發生交聯反應。如果蛋白位于細胞膜外表面，那么不管是使用水溶性還是水不溶性交聯劑都會發生交聯反應。除了鑒定蛋白定位外，交聯劑還可以用于膜蛋白的放射性標記。BASED是一種同雙官能團光反應性交聯劑，常用于蛋白質相互作用和結合的研究中。使用此種交聯劑就可以實現細胞表面蛋白的125I標記。
（二）細胞膜結構研究
細胞膜結構研究需要具有不同疏水性的試劑以確定細胞磷脂雙分子層中不同的蛋白、脂質和其他分子的定位及其內部環境。熒光標簽可以確定細胞膜內外的蛋白、脂質和其他分子的定位。具有不同長度間臂的交聯劑可以用于交聯蛋白與相關分子來確定兩者之間的距離。使用短臂交聯劑成功交聯說明兩種分子以某種方式發生相互作用。如果使用了多種短臂交聯劑后都不能成功交聯，則使用長臂交聯劑。如果交聯成功這就說明兩分子可能位于膜內的相同空間但是兩者沒有相互作用。同雙官能團NHS酯、亞氨酸酯或異雙官能團NHS酯/光活丙烯疊氮常由于此類反應。雖然亞氨酸酯類交聯劑是水溶性的，但是它們仍然可以穿透細胞膜。可與巰基反應的交聯劑也可以用于含有半的蛋白分子與其他分子的交聯反應。
EDC，水不溶性二環己基二碳亞胺DCC，和其他的水溶性或是水不溶性交聯試劑聯合使用，可以用于研究細胞膜和分子結構、蛋白亞基結構和排列、酶-底物相互作用和細胞表面與膜表面受體。相比DCC的高疏水性，EDC的親水性使其更適用于膜和亞基結構研究。通常，的方式是聯合水溶性和水不溶性交聯劑以獲得蛋白-蛋白相互作用的完整空間信息。
（三）亞基交聯和蛋白結構研究
交聯劑還可以用于研究蛋白樣品的結構和組成（HeymanandMen-tlein，1980）。某些蛋白比較難以研究是由于它們在不同pH值或鹽濃度條件下存在不同的構象。使用交聯劑交聯蛋白分子中的亞基即可避免上述蛋白構象的改變，便于研究蛋白的結構和亞基組成。一般說來，可與氨基、羧基或是巰基反應的交聯劑都可以用于鑒定蛋白分子的亞基構成及其之間的相互作用。并且，上述應用中通常選擇短間臂或是中等長度間臂的交聯劑。碳二亞酰胺類交聯劑DFDNB和NHS-ASA是上述研究中常用的分子內交聯劑，它們的合理使用可以避免與外源干擾蛋白發生交聯反應。對于反應條件而言，低濃度的蛋白樣品和高濃度的交聯劑都有助于保證反應的特異性。
（四）蛋白質分子之間的交聯反應
分子生物學中經常需要使用辣根過氧化物酶，堿性磷酸酶或是某些熒光素分子標記的抗體進行蛋白檢測。此外，抗原純化所需的親和介質的制備也依賴于ProteinA/G與抗體分子之間的共價交聯。所以，交聯劑在抗體與蛋白分子的交聯反應中有十分廣闊的應用。許多交聯劑都可以用于抗體與蛋白分子之間的交聯反應（Jackson1987）。戊二醛是以前比較常用的交聯劑，但是交聯物用于免疫反應檢測時常出現較高的背景，所以目前較少使用。碳水化合物被氧化后可與伯氨基發生交聯反應，操作簡便，并且不會造成免疫檢測的背景升高，但是會出現抗體分子的自身交聯。NHS酯和亞氨酸酯類同雙官能團交聯劑雖然可以用于上述交聯反應，但是也同樣存在聚合和自身交聯的問題。
相比之下，異雙官能團交聯劑是用于蛋白質分子交聯的選擇（Nadeau，202）。這是因為使用異雙官能團交聯劑可以避免自身交聯反應的發生。目前常用的異雙官能團交聯劑有SMCC和Sulfo-SMCC。交聯劑DMP和DS可以用于抗體與ProteinA/GSepharose的交聯。此種方法制備的親和介質可以用于純化抗原。抗體的Fc區可以結合ProteinA/G，Fab區可以特異性結合抗原。DS和DMP可以通過抗體和ProteinA/G的氨基發生交聯反應，從而共價連接兩種蛋白。
（五）藥物與抗體交聯
共價連接抗腫瘤藥和單克隆抗體可以使藥物導向腫瘤組織，提供腫瘤藥物治療的靶向性（Geofrey190）。對于大多數細胞藥物來說，它們的基團需要通過化學修飾轉化為更合適的功能基團才能與單抗連接。例如：羥基經琥珀酰化很容易轉化為羧基，羧酸酯與肼反應轉為酰肼。
單抗有一定數目的反應基團可用于與藥物交聯，它們中的一些用于維持抗體三級結構，使其與抗原結合。對單抗廣泛的共價修飾會導致抗體可溶性和活性喪失，不同的單抗被修飾的可能程度不同。因此，一旦設計了一種合適的交聯方案，就有必要檢測抗體活性和蛋白質被修飾后的恢復程度。目前，在單抗分子上引入反應基團的方法有3種：用異雙功能交叉鏈，碳水化合物經高碘酸鈉氧化形成醛基，二硫化物與 DTT反應還原形成游離的巰基。
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