Suprotno onome što bi se prvo moglo pomisliti, biotinsko antitijelo nije tvar koja se stvara protiv biotina. Umjesto toga, biotinsko antitijelo je antitijelo koje je konjugirano s biotinom. Biotin se snažno veže na ligand – avidin – koji se zauzvrat može konjugirati s molekulama koje se mogu detektirati svjetlom, kao što su fluorofori. Biotin i avidin tvore jednu od najjačih poznatih biološki relevantnih kovalentnih veza, čineći biotinom i avidinom konjugirane ligand/receptorne jedinice posebno korisnim u znanstvenim studijama.
Biotin je vitamin B-kompleksa — vitamin B7. To je tako mala molekula da se više molekula biotina može konjugirati na jedno monoklonsko ili poliklonsko protutijelo. Činjenica da je biotin također topiv u vodi omogućuje veću svestranost puferskih sustava nego da je netopljiv. Radi veće specifičnosti, često se preporučuje konjugacija monoklonskih protutijela s biotinom umjesto konjugacije poliklonskih protutijela. Molekula biotina može se izravno vezati s protutijelom od interesa ili se može povezati preko molekularnog repa kako bi se omogućila veća sloboda kretanja.
Biotin ligand avidin nalazi se u albuminu jajeta. Može se jeftino napraviti i lako izolirati. Više molekula avidina će se vezati na svaki biotinski receptor, pojačavajući jedan signal detekcije antitijela. Kada se biotinsko antitijelo zalijepi za antigen od interesa, eksperimentator tada može izložiti kompleks avidinu konjugiranom s fluoroforima, čineći kompleks detektabilnim. Kroz fluorescentno snimanje, biotinsko antitijelo i avidin-konjugirani ligand mogu se detektirati svjetlosnom mikroskopijom, a antigeni od interesa mogu se proučavati in situ.
Iako je stvaranje i korištenje biotinskog protutijela i fluorescentno označene molekule avidina uobičajeno rješenje za detekciju antigena, postoje alternative koje još uvijek koriste biotin/avidin kompleks. Vezanje biotina na ligand poput neurotoksina može biti korisno u otkrivanju smještaja neuronskih receptora na koje utječe dotični neurotoksin. Također je moguće konjugirati biotin na nukleotidni slijed kao što je glasnik ribonukleinske kiseline (mRNA) kako bi se otkrilo gdje se te nukleotidne sekvence prevode u proteine ili kako bi se otkrila regulacija stanične mRNA.
Moguće je kupiti biotinilirana poliklonska ili monoklonska protutijela, iako je proizvodnja biotiniliranih antitijela u mogućnostima mnogih eksperimentatora. Protokoli se mogu pronaći na internetu koji sugeriraju metode biotinilacije antitijela, iako najlakše slijediti protokoli izravno povezuju biotin s protutijelom, a ne predlažu kako umetnuti molekularni razmak. Molekularni razmaknici između biotina i pridruženog protutijela omogućuju veći razmak kako bi se više molekula izložilo veznim mjestima, a ta se antitijela na biotin obično kupuju, a ne proizvode.