V nasprotju s tem, kar bi lahko najprej pomislili, protitelo proti biotinu ni snov, ki se dvigne proti biotinu. Namesto tega je biotinsko protitelo protitelo, ki je bilo konjugirano z biotinom. Biotin se močno veže na ligand – avidin -, ki ga je mogoče konjugirati na molekule, ki jih je mogoče zaznati s svetlobo, kot so fluorofori. Biotin in avidin tvorita eno najmočnejših znanih biološko pomembnih kovalentnih vezi, zaradi česar so ligandne/receptorske enote, konjugirane z biotinom in avidinom, še posebej uporabne v znanstvenih študijah.
Biotin je vitamin B-kompleksa – vitamin B7. Je tako majhna molekula, da je mogoče več molekul biotina konjugirati na eno monoklonsko ali poliklonsko protitelo. Dejstvo, da je biotin tudi topen v vodi, omogoča večjo vsestranskost v puferskih sistemih, kot če bi bil netopen. Za večjo specifičnost se pogosto priporoča konjugacija monoklonskih protiteles z biotinom namesto konjugacije poliklonskih protiteles. Molekula biotina se lahko neposredno poveže s protitelesom, ki nas zanima, ali pa se poveže prek molekularnega repa, da se omogoči več svobode gibanja.
Biotinski ligand avidin se nahaja v jajčnem albuminu. Lahko se poceni izdela in enostavno izolira. Več molekul avidina se bo vezalo na vsak biotinski receptor in okrepilo en sam signal detekcije protiteles. Ko se biotinsko protitelo prilepi na antigen, ki nas zanima, lahko eksperimentator izpostavi kompleks avidinu, konjugiranemu s fluorofori, zaradi česar je kompleks zaznan. S fluorescenčnim slikanjem je mogoče s svetlobno mikroskopijo odkriti biotinsko protitelo in avidin-konjugiran ligand ter proučevati zanimive antigene in situ.
Čeprav je ustvarjanje in uporaba biotinskega protitelesa in fluorescenčno označene molekule avidina običajna rešitev za odkrivanje antigena, obstajajo alternative, ki še vedno uporabljajo kompleks biotin/avidin. Vezava biotina na ligand, kot je nevrotoksin, je lahko koristna pri odkrivanju namestitve nevronskih receptorjev, na katere vpliva zadevni nevrotoksin. Možno je tudi konjugirati biotin z nukleotidnim zaporedjem, kot je posredovalna ribonukleinska kislina (mRNA), da bi ugotovili, kje so te nukleotidne sekvence prevedene v proteine, ali zaznali regulacijo celične mRNA.
Možno je kupiti biotinilirana poliklonska ali monoklonska protitelesa, čeprav je proizvodnja biotiniliranih protiteles v zmožnosti mnogih eksperimentatorjev. Na spletu je mogoče najti protokole, ki predlagajo metode biotinilacije protiteles, čeprav najlažje slediti protokoli neposredno povezujejo biotin s protitelesom in ne predlagajo, kako vstaviti molekularni distančnik. Molekularni distančniki med biotinom in z njim povezanim protitelesom omogočajo večji razmik, da bi več molekul izpostavili veznim mestom, in ta biotinska protitelesa se običajno kupijo in ne izdelujejo.