详细介绍抗原抗体反应
合集下载
临床免疫学抗原抗体反应
第二章抗原抗体反应本章考点1概.述2抗.原抗体反应原理3抗.原抗体反应的特点4抗.原抗体反应的影响因素5抗.原抗体反应的类型第一节抗原抗体反应原理抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇（表位）和抗体超变区分子间的结构互补性与亲和性。
这种特性是由抗原、抗体分子空间构型所决定的。
除两者分子构型高度互补外，抗原表位和抗体超变区必须密切接触，才有足够的结合力。
抗原抗体反应可分为两个阶段：第一阶段为抗原与抗体发生特异性结合的阶段，此阶段反应快，仅需几秒至几分钟，但不出现可见反应；第二阶段为可见反应阶段，这一阶段抗原抗体复合物在适当温度、电解质和补体影响下，出现沉淀、凝集、细胞溶解、补体结合介导的肉眼可见的反应，此阶段反应慢，往往需要数分钟至数小时。
在血清学反应中，以上两阶段往往不能严格分开，往往受反应条件（如温度、电解质、抗原抗体比例等）的影响。
（一）抗原抗体结合力抗原抗体是一种非共价的结合，不形成共价键，需要四种分子间引力参与。
1静.电引力：又称库伦引力。
是因抗原、抗体带有相反电荷的氨基与羧基基团间相互吸引的能力，这种吸引力的大小和两个电荷间的距离平方成反比。
两个电荷距离越近，静电引力越大；2范.德华引力：这是原子与原子、分子与分子相互接近时分子极化作用发生的一种吸引力，是抗原、抗体两个大分子外层轨道上电子相互作用时，两者电子云中的偶极摆动而产生的引力。
这种引力的能量小于静电引力；3氢.键结合力：是供氢体上的氢原子与受氢体上氢原子间的引力。
其结合力较强于范德华引力；4疏.水作用力：水溶液中两个疏水基团相互接触，由于对水分子的排斥而趋向聚集的力。
当抗原表位和抗体超变区靠近时，相互间正负极性消失，周围亲水层也立即失去，从而排斥两者间的水分子，使抗原抗体进一步吸引和结合。
疏水作用力是这些结合力中最强的，因而对维系抗原抗体结合作用最大。
图10抗原与抗体的结合力（二）抗原抗体的亲和性和亲和力亲和性指抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原决定簇之间相适应而存在的引力，它是抗原抗体间固有的结合力。
抗原抗体反应
第二节 抗原抗体反应的特点
1.特异性 2.比例性 3.可逆性 4.阶段性
一、 特异性（specificity）
1、概念：一种抗原分子通常只能与其刺激机体后
产生的抗体结合，这种抗原与抗体结合 反应的专一性称为特异性。
特 异 性 示 意 图
2、决定因素： 由抗原决定簇和抗体分子超变区之间
空间结构的互补性决定的。
Avidity
• The overall strength of binding between an Ag with many determinants and multivalent Abs
Keq =
104
Affinity
106 Avidity
1010 Avidity
二、抗原抗体的结合力
不形成牢固的共价键，通过非共价键结合 这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力
3、根据所形成的沉淀物及抗原抗体比例 关系绘制反应曲线。
看书上76表7-1
5、一组概念
最适比(optimal ratio)：是指形成沉淀物最多， 上清液清晰，几乎无游离抗原或抗体的抗原抗体 浓度比。 等价带(equivalencezone)：形成沉淀物最多的 抗原与抗体分子比例合适的范围。 带现象：在等价带前后，由于抗体和抗原过量， 形成的沉淀物少，上清液中可测出游离的抗体或 抗原的现象。 带现象包括 前带(prozone)抗体过量时称为。
1、概念：是指抗原与相应抗体结合成复合物后，在 一定条件下可解离为游离抗原与抗体的特 性称为抗原抗体结合的可逆性。
2、原因：抗原抗体的结合是分子表面的非共价键 结合，因此形成的复合物不牢固。
3、抗原抗体反应动态平衡式如下：
4、决定抗原抗体解离的因素
医学免疫学实验一抗原抗体反应
抗原制备方法
1 合成抗原
通过化学合成方法合成具有抗原性的化合物。
2 提取抗原
从生物样品中提取具有抗原性的分子。
3 重组技术
利用基因工程技术制备具有抗原性的蛋白质。
抗体制备方法
1 动物免疫法
2 体外免疫法
将抗原注射到动物体内，使其产生抗体。
利用体外细胞培养系统产生抗体。
3 单克隆抗体技术
通过细胞融合技术制备单克隆抗体。
抗原抗体反应对抗原浓度非常敏感，可用 于定量检测。
抗原抗体反应的分类
直接反应
直接检测抗原或抗体的存在， 例如免疫荧光法和酶联免疫 吸附试验（ELISA）。
间接反应
利用辅助物质间接检测抗原 或抗体的存在，例如免疫印 迹法（Western Blotting）。
功能性反应
评价抗体的生物学活性，例 如中和试验和血凝试验。
医学免疫学实验一抗原抗 体反应
本讲座将介绍医学免疫学实验中的抗原抗体反应的基本原理和方法，并探讨 其在疾病诊断和药物应用中的重要性。
什么是抗原
抗原是指能诱导机体免疫反应的物质，可以是细菌、病毒、细胞、蛋白质或多糖等。
什么是抗体
抗体是机体免疫系统产生的一类蛋白质，具有识别和结合抗原的能力。
抗原与抗体的相互作用
抗原检测方法
酶联免疫吸附试验 （ELISA）
利用酶标记的抗体或抗原进 行检测，常用于病毒和细菌 的检测。
免疫电泳法
利用电泳分离技术检测抗原 的存在，常用于蛋白质分析。
免疫层析法
利用成型的免疫层析柱分离 和检测抗原和抗体，常用于 快速筛查。
抗体检测方法
免疫荧光法
利用荧光标记的抗体检测目 标物，常用于细胞和组织的 检测。
第一章抗原抗体反应讲解学习
三、亲水胶体转化为疏水胶体
抗体和大多数抗原同属蛋白质。在通常的 血清学反应条件下均带有负电荷，使极化 的水分子在其周围形成水化层，成为亲水 胶体，因此蛋白质不会自行凝集出现沉淀。 当Ag与Ab结合后，表面电荷减少，水化层 变薄；而且由于Ag-Ab复合物形成后，与水 接触的表面积减少，由亲水胶体转化为疏 水胶体。此时在电解质(如NaCl)的作用下， 使各疏水胶体之间进一步靠拢、沉淀，形 成可见的Ag-Ab复合物。
抗原抗体结合力示意图
l. 静电引力
➢ 抗原和抗体分子带有相反电荷的氨基和羧 基基团之间相互的引力，称为静电引力， 又称库伦引力。
➢例如，抗体分子上带电荷的碱性氨基酸的 游离氨基(-NH3+)和酸性氨基酸的游离羧基 (-COO-)可与抗原分子上带相反电荷的对应 基团相互吸引。这种引力的大小与两个相 互作用基团间的距离平方成反比。
2.范德华引力
➢ 抗原和抗体相互接近时，由于分子的极 化作用而出现的引力，称范德华引力。
➢结合力的大小与两个相互作用基团的极化 程度的乘积成正比、与它们之间距离的 7 次方成反比，键能约为4.2-12.5kJ/moL。 这种引力的能量小于静电引力。
3.氢键结合力
➢ 供氢体上的氢原子与受氢体原子间的引 力。在抗原抗体反应中，羧基、氨基和 羟基是主要供氢体，而羧基氧、羧基碳 和肽键氧等原子是主要受氢体。
➢氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离 的6次方成反比，键能约20.9kJ/mol。
4.疏水作用力
➢ 两个疏水基团在水溶液中相互接触时，由 于对水分子排斥而趋向聚集的力称为疏水 作用力，或称为疏水键。
➢当抗原抗体反应时，抗原决定簇与抗体上 的结合点靠近，互相间正、负极性消失， 由静电作用形成的亲水层立即失去，从而 促进抗原与抗体的相互吸引而结合。疏水 作用力在抗原抗体反应中的结合是很重要 的。提供的作用力最大，约占总结合力的 50%。
抗原抗体反应
• (2)范登华引力：是抗原与抗体两个大分子外层轨 道上电子之间相互作用时，因两者电子云中的偶极 摆动而产生吸引力。能促使抗原抗体相互结合，这 种引力的能量小于静电引力。 • (3)氢键结合力：是抗体上亲水基团与相应抗原彼 此接近时，相互间可形成氢键，使抗原抗体相互结 合。氢键结合力较范登华引力强。 • (4)疏水作用力：是抗原表位与抗体超变区靠近时 ，相互间正、负极性消失，亲水层也立即失去，排 斥了两者之间的水分子，使抗原抗体进一步相互吸 引，促进其结合。疏水作用力是这些力中最强的， 对维系抗原抗体结合作用最大。
二、抗原抗体反应的特点 二、抗原抗体反应的特点
• 抗原抗体反应的特点主要有三性：即特异性、 比例性、可逆性。 （一）特异性： 是抗原抗体反应的最主要特征，这种特异 性是由抗原决定簇和抗体分子的超变区之间 空间结构的互补性确定的。这种高度的特异 性在传染病的诊断与防治方面得到有效的应 用。随着免疫学技术的发展进步，还将在医 学和生物学领域得到更加深入和广泛的应用 ，比如肿瘤的诊断和特异性治疗等。
四、抗原抗体反应的类型
• 随着免疫学技术的飞速发展，在原有经典免疫学 实验方法的基础上，新的免疫学测定方法不断出 现，使免疫学实验技术更特异、更敏感和更稳定 。目前根据抗原和抗体性质的不同和反应条件的 差别，抗原抗体反应出现的现象和结果不同，以 及反应时参与的其他条件不同，可将抗原抗体反 应分为五种类型： 1、颗粒性抗原与相应抗体结合所产生的凝集反应 (agglutination)；
• 抗原抗体复合物解离取决于两方面的因素： 一是抗体对应抗原的亲合力；二是环境因素 对复合物的影响。高亲合力抗体的抗原结合 点与抗原表位的空间构型上非常适合，两者 结合牢固，不容易解离；反之，低亲合力抗 体与抗原形成的复合物较易解离。环境因素 中pH过高或过低均可破坏离子间静电引力， 降低抗原抗体的结合力，促使其解离。免疫 技术中的亲合层析法，常用改变pH 和离子 强度促使抗原抗体复合物解离，从而纯化抗 原或抗体。
详细介绍抗原抗体反应
• “应”——指抗原刺激机体产生免疫应答产物即抗体或免疫效应细胞； • “答”——指相应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外。
抗原的理化性质
✓抗原多是分子量在4000以上的生物大分子。无机物溶解于水以后以离子的形 式存在，不能与抗原识别受体形成足够数量的非共价键，故不能成为抗原。
✓蛋白质、多糖、脂多糖和DNA等是常见的抗原。
详细介绍抗原抗体反应
• 抗原的基本知识 • 抗原决定簇 • 抗原-抗体相互作用
2
一、抗原的基本知识
抗原(Antigen)
• 是指那些能够通过TCR和BCR特异性结合而激活T或B淋巴细胞、诱导正或负免 疫应答的物质。
• 正应答导致抗体和效应T细胞的产生，而负应答则引起宿主对抗原的无反应状 态，即免疫耐受。
42
四、阶段性
第一阶段：抗原与抗体发生特异性结合阶段 特点：反应快
第二阶段：反应可见阶段 特点：反应时间较长
43
抗原抗体反应影响因素
影响抗原抗体反应的因素很多，主要有两个方面：一是抗原抗体本身的因素； 另一方面是反应环境因素。 一、反应物自身因素 抗原抗体反应中，抗原和抗体是反应的主体，所以它们的特性直接影响其结合 情况。 (一)抗原 抗原的理化性状、表面抗原决定簇的种类和数目等均可影响抗原抗体反应的结 果。
21
三、抗原-抗体相互作用
• 抗原抗体反应的原理 • 影响抗原抗体反应的因素 • 抗原抗体反应的应用
放免测定、Elisa、Western Blot······
22
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应:指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结 合反应。
体内：体液免疫应答的效应作用 包括
体外：各种免疫学检测技术
44
抗原的理化性质
✓抗原多是分子量在4000以上的生物大分子。无机物溶解于水以后以离子的形 式存在，不能与抗原识别受体形成足够数量的非共价键，故不能成为抗原。
✓蛋白质、多糖、脂多糖和DNA等是常见的抗原。
详细介绍抗原抗体反应
• 抗原的基本知识 • 抗原决定簇 • 抗原-抗体相互作用
2
一、抗原的基本知识
抗原(Antigen)
• 是指那些能够通过TCR和BCR特异性结合而激活T或B淋巴细胞、诱导正或负免 疫应答的物质。
• 正应答导致抗体和效应T细胞的产生，而负应答则引起宿主对抗原的无反应状 态，即免疫耐受。
42
四、阶段性
第一阶段：抗原与抗体发生特异性结合阶段 特点：反应快
第二阶段：反应可见阶段 特点：反应时间较长
43
抗原抗体反应影响因素
影响抗原抗体反应的因素很多，主要有两个方面：一是抗原抗体本身的因素； 另一方面是反应环境因素。 一、反应物自身因素 抗原抗体反应中，抗原和抗体是反应的主体，所以它们的特性直接影响其结合 情况。 (一)抗原 抗原的理化性状、表面抗原决定簇的种类和数目等均可影响抗原抗体反应的结 果。
21
三、抗原-抗体相互作用
• 抗原抗体反应的原理 • 影响抗原抗体反应的因素 • 抗原抗体反应的应用
放免测定、Elisa、Western Blot······
22
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应:指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结 合反应。
体内：体液免疫应答的效应作用 包括
体外：各种免疫学检测技术
44
抗原抗体的反应讲解
这类免疫分析的方法可以用于医学，免疫学中抗原抗 体的分析(包括病原的诊断，免疫细胞表面分子的检 测等)，而且可以广泛的用于生命科学的几乎各个领 域，甚至于食品科学，环境科学及分析化学等更为广 泛的学科领域。
一、免疫沉淀与免疫凝集
1．溶液中的沉淀反应
在体外，当抗体与相应抗原二者浓度比例适当时，会发生 免疫沉淀(immunoprecipitation)反应，表明两者之间有特 异性反应。免疫沉淀反应广泛用于抗原或抗体的定性及定 量分析。在液相中形成的沉淀不易观察判断，利用抗原和 抗体溶液之间的界面形成的沉淀线便于判断，即环状沉淀 试验(ring precipitant test)(图7—l0)。沉淀试验可以在玻璃 管中进行，将小试管或毛管的底部加入抗原溶液，在上层 轻轻铺上不同稀释倍数的抗体溶液，勿使界面破坏，为了 使界面更好地形成，常在下层抗原溶液中加入10％的蔗糖 或甘油。抗原抗体溶液置于37℃或4℃孵育后，在界面上形 成白色沉淀线。玻片上沉淀的形成必须在显微镜下观察。
5.免疫凝集
颗粒性抗原（红细胞、细菌、 乳胶颗粒等）与 抗体特异性结合，形成肉眼可见的凝集块。
(1)直接凝集(direct agglutination) 玻片凝集、试管凝集
(2)间接凝集（indirect agglutination） 可溶性抗原或抗体包被在乳胶颗粒或红细胞表面，与相
应 抗体或抗原混合出现的凝集现象。 正向间接凝集试验 反向间接凝集试验 反向间接凝集抑制试验
第七章 抗原抗体反应的应用
免疫沉淀与免疫凝集 免疫标记 免疫定位分析 抗原抗体反应的其他应用
免疫分析方法是利用抗原与抗体特异性反应的特性对 抗原或抗体进行量或质的测定分析。这类分析方法具 有特异、灵敏和快速的特点，有的可以表现出一个氨 基酸分子的差异，如用单克隆抗体进行检测的方法； 测定的量可以达到μg甚至ng的水平，如ELISA法， 放射免疫法等；反应在几小时，几分钟甚至更短的时 间可以看到测定的结果，如免疫沉淀法等。
一、免疫沉淀与免疫凝集
1．溶液中的沉淀反应
在体外，当抗体与相应抗原二者浓度比例适当时，会发生 免疫沉淀(immunoprecipitation)反应，表明两者之间有特 异性反应。免疫沉淀反应广泛用于抗原或抗体的定性及定 量分析。在液相中形成的沉淀不易观察判断，利用抗原和 抗体溶液之间的界面形成的沉淀线便于判断，即环状沉淀 试验(ring precipitant test)(图7—l0)。沉淀试验可以在玻璃 管中进行，将小试管或毛管的底部加入抗原溶液，在上层 轻轻铺上不同稀释倍数的抗体溶液，勿使界面破坏，为了 使界面更好地形成，常在下层抗原溶液中加入10％的蔗糖 或甘油。抗原抗体溶液置于37℃或4℃孵育后，在界面上形 成白色沉淀线。玻片上沉淀的形成必须在显微镜下观察。
5.免疫凝集
颗粒性抗原（红细胞、细菌、 乳胶颗粒等）与 抗体特异性结合，形成肉眼可见的凝集块。
(1)直接凝集(direct agglutination) 玻片凝集、试管凝集
(2)间接凝集（indirect agglutination） 可溶性抗原或抗体包被在乳胶颗粒或红细胞表面，与相
应 抗体或抗原混合出现的凝集现象。 正向间接凝集试验 反向间接凝集试验 反向间接凝集抑制试验
第七章 抗原抗体反应的应用
免疫沉淀与免疫凝集 免疫标记 免疫定位分析 抗原抗体反应的其他应用
免疫分析方法是利用抗原与抗体特异性反应的特性对 抗原或抗体进行量或质的测定分析。这类分析方法具 有特异、灵敏和快速的特点，有的可以表现出一个氨 基酸分子的差异，如用单克隆抗体进行检测的方法； 测定的量可以达到μg甚至ng的水平，如ELISA法， 放射免疫法等；反应在几小时，几分钟甚至更短的时 间可以看到测定的结果，如免疫沉淀法等。
抗原抗体结合反应的原理
抗原抗体结合反应的原理抗原抗体结合反应是指抗原与抗体之间的结合反应。
抗原是指能够诱导机体产生抗体的分子，抗体是一种特异性的免疫球蛋白，可以与抗原结合。
抗原抗体结合反应是一种特异性反应，即抗体只能与特定的抗原结合，而不能与其他的抗原结合。
抗原抗体结合反应是由抗原和抗体之间的化学作用引起的，这种化学作用包括亲和力和特异性。
亲和力是指抗原和抗体之间的吸引力。
亲和力是由抗原和抗体之间的化学结构决定的。
抗原和抗体之间的亲和力越强，结合反应的速度越快，结合的强度越大。
亲和力的大小取决于抗原和抗体之间的化学结构，包括功能基团的种类、位置和数量等因素。
特异性是指抗体只能与特定的抗原结合。
抗体的特异性是由抗原与抗体之间的互补性决定的。
抗原和抗体之间的互补性是指抗原和抗体之间的结合部位具有特定的形状和电荷，使得它们可以相互配合，形成稳定的结合。
抗体的特异性是由其变异区决定的。
变异区是抗体分子中的一部分，包括重链和轻链的可变区域。
变异区的序列决定了抗体与抗原结合的特异性。
抗原抗体结合反应可以分为两种类型：直接结合和间接结合。
直接结合是指抗原直接与抗体结合，形成抗原抗体复合物。
间接结合是指抗原与标记物结合，然后标记物与抗体结合，形成标记物抗体复合物。
标记物可以是放射性同位素、酶、荧光染料等。
标记物抗体复合物可以用于检测抗原的存在和浓度。
抗原抗体结合反应在生物学中具有广泛的应用。
例如，抗原抗体结合反应可以用于检测病原体、诊断疾病、治疗疾病等方面。
在医学中，抗原抗体结合反应可以用于检测血型、艾滋病、乙肝病毒、流感病毒等。
在生物技术中，抗原抗体结合反应可以用于分离纯化蛋白质、检测基因、筛选抗体等。
在环境监测中，抗原抗体结合反应可以用于检测污染物、水质、空气质量等。
总之，抗原抗体结合反应是生物学中非常重要的一种反应。
抗原抗体结合反应的原理包括亲和力和特异性。
抗原抗体结合反应可以分为直接结合和间接结合。
抗原抗体结合反应在医学、生物技术和环境监测等方面具有广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7
半抗原 +
载体
完全抗原
B B B
B Th
Th
抗体
8
半抗原的转化
将半抗原与大的载体分子（通常是蛋白质）偶联在一起称为半抗原的转化作用。
小分子的半抗原经过重 氮化以后，再与载体蛋 白上酪氨酸残基偶联， 形成一个共价的偶氮蛋 白，表现免疫原性。
9
超抗原（superantigen, SAg）
• •
超抗原指一组能与某些亚型的TCR/BCR在受体外侧部位相结合的， 并能直接激活T细胞或B细胞的物质。 可激活很高数量T细胞的分子，比普通抗原的激活效率高2000-50 000倍。
13
结构决定簇与顺序决定簇
14
两种抗体与一个连 续性抗原表位及一 个非连续性抗原表 位的相互作用
15
蛋白质结构与抗原表位
3. 蛋白质的结构与抗原决 定簇的关系 （1）蛋白质的一级结构 只有顺序决定簇； （2）蛋白质的二级结构 与抗原的反应性密切有关； （3）蛋白质的三级结构 与抗原构象决定簇密切相 关； （4）蛋白质四级结构与 抗原构象决定簇和免疫原 价数密切相关；
完全抗原和半抗原
完全抗原（complete antigen) 具有免疫原性和特异反应性的物质。 半抗原又称不完全抗原 (hapten，incomplete antigen)无免疫原性， 只有特异反应性的物质。 如青霉素，芳香族化合物、糖、
核酸等。
载体 （carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。 半抗原 + 蛋白质（载体） ＝ 完全抗原 常用载体：BSA（牛血清蛋白）
1、抗原抗体的亲和力和亲合力
亲和力（affinity）：是抗体分子上一个抗原结合点与一个相应的抗原决定簇 之间的相适应而结合的强度，是抗原与抗体间固有的结合力。 是指一个抗原决定簇和抗体分子上的一个Ab结合位点之间的反应强度。
亲和力=吸引力+排斥力
24
抗体与抗原结合是可逆的反应，在平衡时其 亲和常数（K）：
16
B细胞抗原表位的特性
• 天然蛋白的B细胞抗原表位通常由蛋白表面的亲水氨基
酸组成，易于接近膜结合或自由的抗体。
• 顺序抗原表位(Sequential • 结构抗原表位(Continuous
Epitopes),连续抗原表位 (Continuous Epitopes),蛋白质一级结构 Epitopes),不连续抗原表 位(Discontinuous Epitopes)，蛋白质三级结构。
40
抗原抗体反应与沉淀形成
沉 淀 的 抗 体 量
抗原量
41
沉淀反应曲线
测定方法：在一定量的抗体中，逐渐增加抗原 浓度，沉淀的形成与抗体的比例密切相关。 曲线分3个区： 抗体过量区（前带现象）：小分子复合物，不 形成沉淀，。 抗原抗体等带区：大量沉淀，无游离的抗原或 抗体。 抗原过量区（后代现象）：沉淀少。
17
T淋巴细胞与MHC分子
TCR识别靶细胞表面MHC/抗原肽复合物 与BCR不同，TCR不能与游离的抗原结合，而只能识别被主要组织相容性（MHC） 分子递呈的短肽，因此T细胞对抗原的识别和应答具有MHC限制性。MHC分子是一 类独特的跨膜糖蛋白大分子，由α和β链非共价结合而成。表达于细胞表面的MHC 分子必须与9-17个氨基酸的短肽相结合。
（1）抗体与相应抗原的亲合力。 亲合力低的抗体与抗原形成的复合物较易解离。 （2）环境因素对复合物的影响。 PH过高或过低、增加离子强度均可破坏静电引力，使抗
原抗体结合力下降，促使其解离。
注意：解离后的抗原或抗体仍然保持其原有生物活性
37
三、比例性（proportionality） 1、比例性是指抗原与抗体发生可见反应 遵循一定的量比关系。 2、以絮状沉淀实验为例，受抗原抗体比 例性的影响非常明显。 3、根据所形成的沉淀物及抗原抗体比例 关系绘制反应曲线。
合，这种抗原与抗体结合反应的专一性称为特异性。
特 异 性 示 意 图
33
2、决定因素： 由抗原决定簇和抗体分子超变区之间空间结构的互
补性决定的。
3、应用： 由于抗原抗体反应具有高度特异性，故可用已知的
抗原（抗体）来检测相应未知的抗体（或抗原）。
34
4、交叉反应（cross reactions）
概念：两种不同的抗原分子具有部分相同或类似结构的抗 原表位，可与彼此相应的抗血清发生反应。
Ag B
抗原抗体交叉反应示意图
35
二、可逆性（reversibility)
1、概念：是指抗原与相应抗体结合成复合物后，在一定条件下
可解离为游离抗原与抗体的特性称为抗原抗体结合的可逆性。 2、原因：抗原抗体的结合是分子表面的非共价键结合，因此形
成的复合物不牢固。
3、抗原抗体反应动态平衡式如下：
36
4、决定抗原抗体解离的因素
抗原抗体反应及其应用
2016.12.05
• 抗原的基本知识 • 抗原决定簇 • 抗原-抗体相互作用
2
一、抗原的基本知识 抗原(Antigen)
• 是指那些能够通过TCR和BCR特异性结合而激活T或B淋巴细胞、诱导正或负免
疫应答的物质。
• 正应答导致抗体和效应T细胞的产生，而负应答则引起宿主对抗原的无反应状 态，即免疫耐受。 • “应”——指抗原刺激机体产生免疫应答产物即抗体或免疫效应细胞； • “答”——指相应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外。
21
三、抗原-抗体相互作用
• 抗原抗体反应的原理 • 影响抗原抗体反应的因素 • 抗原抗体反应的应用
放免测定、Elisa、Western Blot······
22
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应:指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结
合反应。
包括
体内：体液免疫应答的效应作用
体外：各种免疫学检测技术
23
水分子排斥而趋向聚集的力。
• 抗原决定簇与抗体上 的结合点靠近，互相间 正、负极性消失，亲水 层立即失去。 • 结合力最强，约占总 结合力的50％。
31
2、抗原抗体反应的特点
特异性 比例性 可逆性 阶段性
32
一、 特异性（specificity）
1、概念：一种抗原分子通常只能与其刺激机体后产生的抗体结
超抗原作用示意图
超抗原种类
外源性超抗原：微生物的毒素，如金黄色葡萄球菌肠毒素。
内源性超抗原：次要淋巴细胞刺激抗原，如反转录病毒基因产物等。
11
二、抗原决定簇
1. 定义
抗原决定簇(antigenic determinant), 又称表位(epitope)，是决定抗
原特异性的具有一定组成和特殊结构的化学基团。
• 作用力最小
29
3、氢键结合力
• 概念：供氢体上的氢原子与受氢体原子间的引力。
• 供氢体：－COOH、－NH2和－OH
• 受氢体：氧、氮
氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的6次方成反比。
最具特异性（必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键的结 合）
30
4、疏水作用力（疏水键）
概念：两个疏水基团在水溶液中相互接触时，由于对
K值越大⇨抗体的亲和力越高⇨与抗原结合越牢固
25
亲合力（avidity）：是指一个抗体分子与整个抗原表位之 间结合的强度，与抗体结合价直接相关。另外也与亲和力强 弱有关。
抗原与抗体之间的总作用强度与很多因素有关，包括抗原价数
26
2、抗原抗体之间的相互作用力：
• 不形成牢固的共价键，通过非共价键结合 • 这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力 氢键 离子键 疏水作用力 范德华力
38
各管抗原倍比稀释 加入抗血清 各管抗体量不变 振摇 摇匀、37℃孵育
沉淀量不同
出现沉淀量最多的管为最是比例管。
39
抗体与多价抗原结合的浓度带现象
多价抗原：一个大分子抗原有多个抗原决定簇 而成为多价抗原。 单价抗原：一个抗原决定簇的抗原。 抗体与单价抗原形成的复合物是可溶性的 抗体与多价抗原形成的复合物大多数能形成沉 淀。 沉淀反应可用于研究抗体与大分子抗原结合的 特性。
42
四、阶段性
第一阶段：抗原与抗体发生特异性结合阶段
特点：反应快
第二阶段：反应可见阶段
特点：反应时间较长
43
抗原抗体应影响因素
影响抗原抗体反应的因素很多，主要有两个方面：一是抗原抗体本身的因素； 另一方面是反应环境因素。 一、反应物自身因素 抗原抗体反应中，抗原和抗体是反应的主体，所以它们的特性直接影响其结合 情况。 (一)抗原 抗原的理化性状、表面抗原决定簇的种类和数目等均可影响抗原抗体反应的结
27
1、离子键
•
概念：抗原和抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互的引力。
离子键强度的大小与两个相互作用基团间的距离的平方成反比。
28
2、范德华引力
•
概念：抗原和抗体相互接近时，各自所携带的原子与原子、分子与 分子由于分子极化作用而出现的引力。
• 结合力的大小与两个相 互作用基团的极化程度的 乘积成正比、与它们之间 距离的7次方成反比。 • 作用大小取决于二者 分子空间构型的互补性
果。
44
(二)抗体 抗体对抗原抗体反应的影响主要有以下三个方面：
(1)来源：不同动物来源的免疫血清，其反应性存在差异。如家兔等大多数动
物的免疫血清，由于具有较宽的等价带，与相应抗原结合易出现可见的抗原 抗体复合物。马、人的免疫血清等价带窄，抗原不足或过剩，均易形成可溶 性复合物。而单克隆抗体一般不用于沉淀或凝集反应。 (2)浓度：抗体的浓度是相对于抗原而言的，二者浓度合适时才易出现可见的 反应结果，所以在试验前应先进行预试验，滴定抗原抗体最佳反应浓度。 (3)特异性与亲合力：特异性与亲合力是影响抗原抗体反应的关键因素，它们 共同影响试验结果的准确度。试验试剂应尽可能选择高特异性、 高亲合力的 抗体，以保证试验的可靠性。
半抗原 +
载体
完全抗原
B B B
B Th
Th
抗体
8
半抗原的转化
将半抗原与大的载体分子（通常是蛋白质）偶联在一起称为半抗原的转化作用。
小分子的半抗原经过重 氮化以后，再与载体蛋 白上酪氨酸残基偶联， 形成一个共价的偶氮蛋 白，表现免疫原性。
9
超抗原（superantigen, SAg）
• •
超抗原指一组能与某些亚型的TCR/BCR在受体外侧部位相结合的， 并能直接激活T细胞或B细胞的物质。 可激活很高数量T细胞的分子，比普通抗原的激活效率高2000-50 000倍。
13
结构决定簇与顺序决定簇
14
两种抗体与一个连 续性抗原表位及一 个非连续性抗原表 位的相互作用
15
蛋白质结构与抗原表位
3. 蛋白质的结构与抗原决 定簇的关系 （1）蛋白质的一级结构 只有顺序决定簇； （2）蛋白质的二级结构 与抗原的反应性密切有关； （3）蛋白质的三级结构 与抗原构象决定簇密切相 关； （4）蛋白质四级结构与 抗原构象决定簇和免疫原 价数密切相关；
完全抗原和半抗原
完全抗原（complete antigen) 具有免疫原性和特异反应性的物质。 半抗原又称不完全抗原 (hapten，incomplete antigen)无免疫原性， 只有特异反应性的物质。 如青霉素，芳香族化合物、糖、
核酸等。
载体 （carrier）赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。 半抗原 + 蛋白质（载体） ＝ 完全抗原 常用载体：BSA（牛血清蛋白）
1、抗原抗体的亲和力和亲合力
亲和力（affinity）：是抗体分子上一个抗原结合点与一个相应的抗原决定簇 之间的相适应而结合的强度，是抗原与抗体间固有的结合力。 是指一个抗原决定簇和抗体分子上的一个Ab结合位点之间的反应强度。
亲和力=吸引力+排斥力
24
抗体与抗原结合是可逆的反应，在平衡时其 亲和常数（K）：
16
B细胞抗原表位的特性
• 天然蛋白的B细胞抗原表位通常由蛋白表面的亲水氨基
酸组成，易于接近膜结合或自由的抗体。
• 顺序抗原表位(Sequential • 结构抗原表位(Continuous
Epitopes),连续抗原表位 (Continuous Epitopes),蛋白质一级结构 Epitopes),不连续抗原表 位(Discontinuous Epitopes)，蛋白质三级结构。
40
抗原抗体反应与沉淀形成
沉 淀 的 抗 体 量
抗原量
41
沉淀反应曲线
测定方法：在一定量的抗体中，逐渐增加抗原 浓度，沉淀的形成与抗体的比例密切相关。 曲线分3个区： 抗体过量区（前带现象）：小分子复合物，不 形成沉淀，。 抗原抗体等带区：大量沉淀，无游离的抗原或 抗体。 抗原过量区（后代现象）：沉淀少。
17
T淋巴细胞与MHC分子
TCR识别靶细胞表面MHC/抗原肽复合物 与BCR不同，TCR不能与游离的抗原结合，而只能识别被主要组织相容性（MHC） 分子递呈的短肽，因此T细胞对抗原的识别和应答具有MHC限制性。MHC分子是一 类独特的跨膜糖蛋白大分子，由α和β链非共价结合而成。表达于细胞表面的MHC 分子必须与9-17个氨基酸的短肽相结合。
（1）抗体与相应抗原的亲合力。 亲合力低的抗体与抗原形成的复合物较易解离。 （2）环境因素对复合物的影响。 PH过高或过低、增加离子强度均可破坏静电引力，使抗
原抗体结合力下降，促使其解离。
注意：解离后的抗原或抗体仍然保持其原有生物活性
37
三、比例性（proportionality） 1、比例性是指抗原与抗体发生可见反应 遵循一定的量比关系。 2、以絮状沉淀实验为例，受抗原抗体比 例性的影响非常明显。 3、根据所形成的沉淀物及抗原抗体比例 关系绘制反应曲线。
合，这种抗原与抗体结合反应的专一性称为特异性。
特 异 性 示 意 图
33
2、决定因素： 由抗原决定簇和抗体分子超变区之间空间结构的互
补性决定的。
3、应用： 由于抗原抗体反应具有高度特异性，故可用已知的
抗原（抗体）来检测相应未知的抗体（或抗原）。
34
4、交叉反应（cross reactions）
概念：两种不同的抗原分子具有部分相同或类似结构的抗 原表位，可与彼此相应的抗血清发生反应。
Ag B
抗原抗体交叉反应示意图
35
二、可逆性（reversibility)
1、概念：是指抗原与相应抗体结合成复合物后，在一定条件下
可解离为游离抗原与抗体的特性称为抗原抗体结合的可逆性。 2、原因：抗原抗体的结合是分子表面的非共价键结合，因此形
成的复合物不牢固。
3、抗原抗体反应动态平衡式如下：
36
4、决定抗原抗体解离的因素
抗原抗体反应及其应用
2016.12.05
• 抗原的基本知识 • 抗原决定簇 • 抗原-抗体相互作用
2
一、抗原的基本知识 抗原(Antigen)
• 是指那些能够通过TCR和BCR特异性结合而激活T或B淋巴细胞、诱导正或负免
疫应答的物质。
• 正应答导致抗体和效应T细胞的产生，而负应答则引起宿主对抗原的无反应状 态，即免疫耐受。 • “应”——指抗原刺激机体产生免疫应答产物即抗体或免疫效应细胞； • “答”——指相应抗原与免疫应答产物结合并将其排除体外。
21
三、抗原-抗体相互作用
• 抗原抗体反应的原理 • 影响抗原抗体反应的因素 • 抗原抗体反应的应用
放免测定、Elisa、Western Blot······
22
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应:指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结
合反应。
包括
体内：体液免疫应答的效应作用
体外：各种免疫学检测技术
23
水分子排斥而趋向聚集的力。
• 抗原决定簇与抗体上 的结合点靠近，互相间 正、负极性消失，亲水 层立即失去。 • 结合力最强，约占总 结合力的50％。
31
2、抗原抗体反应的特点
特异性 比例性 可逆性 阶段性
32
一、 特异性（specificity）
1、概念：一种抗原分子通常只能与其刺激机体后产生的抗体结
超抗原作用示意图
超抗原种类
外源性超抗原：微生物的毒素，如金黄色葡萄球菌肠毒素。
内源性超抗原：次要淋巴细胞刺激抗原，如反转录病毒基因产物等。
11
二、抗原决定簇
1. 定义
抗原决定簇(antigenic determinant), 又称表位(epitope)，是决定抗
原特异性的具有一定组成和特殊结构的化学基团。
• 作用力最小
29
3、氢键结合力
• 概念：供氢体上的氢原子与受氢体原子间的引力。
• 供氢体：－COOH、－NH2和－OH
• 受氢体：氧、氮
氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的6次方成反比。
最具特异性（必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键的结 合）
30
4、疏水作用力（疏水键）
概念：两个疏水基团在水溶液中相互接触时，由于对
K值越大⇨抗体的亲和力越高⇨与抗原结合越牢固
25
亲合力（avidity）：是指一个抗体分子与整个抗原表位之 间结合的强度，与抗体结合价直接相关。另外也与亲和力强 弱有关。
抗原与抗体之间的总作用强度与很多因素有关，包括抗原价数
26
2、抗原抗体之间的相互作用力：
• 不形成牢固的共价键，通过非共价键结合 • 这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力 氢键 离子键 疏水作用力 范德华力
38
各管抗原倍比稀释 加入抗血清 各管抗体量不变 振摇 摇匀、37℃孵育
沉淀量不同
出现沉淀量最多的管为最是比例管。
39
抗体与多价抗原结合的浓度带现象
多价抗原：一个大分子抗原有多个抗原决定簇 而成为多价抗原。 单价抗原：一个抗原决定簇的抗原。 抗体与单价抗原形成的复合物是可溶性的 抗体与多价抗原形成的复合物大多数能形成沉 淀。 沉淀反应可用于研究抗体与大分子抗原结合的 特性。
42
四、阶段性
第一阶段：抗原与抗体发生特异性结合阶段
特点：反应快
第二阶段：反应可见阶段
特点：反应时间较长
43
抗原抗体应影响因素
影响抗原抗体反应的因素很多，主要有两个方面：一是抗原抗体本身的因素； 另一方面是反应环境因素。 一、反应物自身因素 抗原抗体反应中，抗原和抗体是反应的主体，所以它们的特性直接影响其结合 情况。 (一)抗原 抗原的理化性状、表面抗原决定簇的种类和数目等均可影响抗原抗体反应的结
27
1、离子键
•
概念：抗原和抗体分子带有相反电荷的氨基和羧基基团之间相互的引力。
离子键强度的大小与两个相互作用基团间的距离的平方成反比。
28
2、范德华引力
•
概念：抗原和抗体相互接近时，各自所携带的原子与原子、分子与 分子由于分子极化作用而出现的引力。
• 结合力的大小与两个相 互作用基团的极化程度的 乘积成正比、与它们之间 距离的7次方成反比。 • 作用大小取决于二者 分子空间构型的互补性
果。
44
(二)抗体 抗体对抗原抗体反应的影响主要有以下三个方面：
(1)来源：不同动物来源的免疫血清，其反应性存在差异。如家兔等大多数动
物的免疫血清，由于具有较宽的等价带，与相应抗原结合易出现可见的抗原 抗体复合物。马、人的免疫血清等价带窄，抗原不足或过剩，均易形成可溶 性复合物。而单克隆抗体一般不用于沉淀或凝集反应。 (2)浓度：抗体的浓度是相对于抗原而言的，二者浓度合适时才易出现可见的 反应结果，所以在试验前应先进行预试验，滴定抗原抗体最佳反应浓度。 (3)特异性与亲合力：特异性与亲合力是影响抗原抗体反应的关键因素，它们 共同影响试验结果的准确度。试验试剂应尽可能选择高特异性、 高亲合力的 抗体，以保证试验的可靠性。