抗原抗体反应
抗原抗体的反应原理
抗原抗体的反应原理
抗原抗体的反应原理是生物学中的一个核心概念，它涉及到生物体内复杂的免疫应答机制。
简单来说，抗原抗体反应是免疫系统识别和清除外来入侵者（如细菌、病毒等）或体内异常细胞（如癌细胞）的过程。
抗原是一种能刺激机体产生免疫应答，并能与免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）在体内或体外发生特异性结合的物质。
它可以是来自外部的微生物（如细菌、病毒）或其产物，也可以是体内自身产生的异常物质（如癌细胞）。
抗原具有特异性，即只能与相应的抗体或淋巴细胞结合。
抗体是由免疫系统产生的，能够与抗原特异性结合的免疫球蛋白。
当抗原进入人体后，免疫系统会识别并产生相应的抗体。
抗体与抗原的结合是高度特异性的，即一种抗体只能与一种特定的抗原结合。
这种特异性结合是抗原抗体反应的基础。
抗原抗体反应的过程包括两个阶段：首先是抗原与抗体的特异性结合，这是一个快速而可逆的过程；其次是形成的抗原-抗体复合物的进一步处理，如被其他免疫细胞吞噬、降解或进一步激活免疫反应等。
抗原抗体反应的原理在医学上有广泛的应用，如诊断疾病（如免疫检测、抗原检测等）、治疗疾病（如免疫治疗、疫苗接种等）和研究生物学问题（如分子生物学、免疫学等）。
通过深入了解抗原抗体反应的原理，我们可以更好地理解免疫系统的功能和机制，从而为医学研究和应用提供更好的理论基础和实践指导。
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。
抗原抗体反应原理
抗原抗体反应原理抗原抗体反应是生物体内一种非常重要的免疫反应过程，它对于机体的免疫防御和疾病诊断具有重要意义。
抗原抗体反应的原理是指在机体内，抗原与抗体之间发生特异性结合的过程。
抗原是一种能够诱导机体免疫系统产生特异性抗体的物质，通常是一种蛋白质、多糖或者脂质。
而抗体则是由机体的B细胞产生的一种特异性免疫球蛋白，能够与特定的抗原结合并发挥免疫作用。
抗原抗体反应的原理主要包括抗原与抗体的结合、抗原抗体复合物的形成和抗原抗体反应的效应等几个方面。
首先，抗原与抗体的结合是抗原抗体反应的起始阶段。
抗原与抗体之间的结合是一种高度特异性的相互作用，通常是由抗原表位和抗体的抗原结合部位之间的非共价相互作用所导致的。
抗原表位是抗原分子上与抗体结合的特定区域，而抗体的抗原结合部位则是由其可变区域组成，能够与抗原表位形成互补的结合。
抗原与抗体的结合是一种钥匙与锁的配对过程，只有当抗原表位与抗体的抗原结合部位能够完全互补时，它们才能发生稳定的结合。
其次，抗原抗体复合物的形成是抗原抗体反应的重要结果之一。
当抗原与抗体结合后，它们会形成一个稳定的抗原抗体复合物。
这种复合物在机体内可以引发一系列的免疫效应，如激活补体系统、介导巨噬细胞的吞噬作用、诱导细胞毒性T细胞的杀伤等。
抗原抗体复合物的形成是机体对抗原的特异性免疫反应的重要标志，也是机体对抗原进行清除和消除的重要手段。
最后，抗原抗体反应的效应是抗原抗体反应的最终结果。
抗原抗体反应可以引发一系列的生物学效应，如中和病毒、沉淀溶解抗原、介导细胞毒性作用等。
这些效应对于机体的免疫防御和疾病诊断具有重要意义。
例如，在病毒感染过程中，抗体能够与病毒颗粒结合形成免疫复合物，阻止病毒侵入宿主细胞，从而起到中和病毒的作用。
在免疫诊断中，通过检测患者血清中特定抗体的水平，可以对某些传染病进行诊断和鉴定。
综上所述，抗原抗体反应是机体免疫防御和疾病诊断中的重要过程。
它的原理包括抗原与抗体的结合、抗原抗体复合物的形成和抗原抗体反应的效应。
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应的原理抗原抗体反应是生物体内一种重要的免疫应答过程，它在维护机体内稳态、抵御外界病原微生物侵袭等方面发挥着至关重要的作用。
抗原抗体反应的原理主要包括抗原的识别、抗体的生成和抗原抗体结合等几个方面。
首先，抗原抗体反应的原理之一是抗原的识别。
抗原是一种能够诱导机体产生免疫应答的物质，它可以是蛋白质、多糖、脂质等。
当抗原进入机体后，免疫系统会通过特异性受体识别抗原的结构特征，从而启动免疫应答。
这种特异性受体包括B细胞上的B细胞受体（BCR）和T细胞上的T细胞受体（TCR），它们能够高度特异地识别抗原的结构特征。
其次，抗原抗体反应的原理还包括抗体的生成。
当机体内部存在外源性抗原或内源性抗原（如自身抗原）时，B细胞会受到激活，开始合成和分泌抗体。
抗体是一种由B细胞分泌的免疫球蛋白，它能够特异性地结合抗原，并进而中和、沉淀、凝集或激活补体等，从而发挥免疫效应。
抗体的生成是免疫系统对抗原的特异性应答，也是机体对抗原抗体反应的重要组成部分。
最后，抗原抗体反应的原理还包括抗原抗体结合。
当抗体与抗原结合时，它们之间会形成特异性的抗原抗体复合物。
这种复合物能够引起多种生物学效应，如中和病原微生物、激活补体、介导细胞毒性等。
抗原抗体结合是免疫系统对抗原的特异性应答的最终表现，也是机体抵御病原微生物侵袭的重要手段。
综上所述，抗原抗体反应的原理包括抗原的识别、抗体的生成和抗原抗体结合等几个方面。
它是机体对抗原的特异性应答，是免疫系统发挥免疫效应的重要机制。
对抗原抗体反应的原理有深入的理解，有助于我们更好地认识免疫系统的功能和机制，也有助于指导临床免疫诊断和治疗的实践工作。
因此，深入研究抗原抗体反应的原理具有重要的理论意义和实践价值。
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。
抗原抗体反应
（二）Ab
R型Ab ：等价带宽， 易出现可见反应。 来源 H型Ab ：等价带窄，易出现前带或后带现象
McAb:不宜用于凝集和沉淀反应。
浓度：相对Ag而言，比例要和适，故实验前 需滴定，以求最适Ag与Ab比例。
特异性与亲合力：关键因素，选择特异性 与亲合力高的Ab。
二、环境因素
• 一般：pH6～8为宜，补体参与时pH7.2～7.4。 • 注意：自凝现象------即pH达到或接近颗粒性抗
原的PI时，引起的抗原非特异性自身凝集现象。
（三）温度—影响反应速度
一般：15～40 ℃为宜， 最适温度：37℃, 过高（>56）: Ag-Ab解离， Ag、Ab变性，
（一）电解质 作用：中和胶体表面电荷，破坏水化层， 使Ag-Ab聚集。 常用：8.5g/L NaCl溶液，缓冲液、Ca2+、 Mg2+等。 注意：盐析（salting）即电解质浓度过高 引起的非特异性蛋白质沉淀。
（二）酸碱度
• Ag、Ab多为蛋白质，具两性电离特性，有其故有 的PI , pH过高或过低均可影响Ag、Ab反应。
网格学说（图）
抗体的两个Fab段分别 结合两个Ag分子，相互 交叉结合连接成巨大的 网格状立体聚合物， （可见）。
Ab/Ag过剩 过剩方的结合价得不到饱和，大多数游离存在，只 形成小分子复合物（不可见）。
网格学说（图）
切记！！！！
确定 Ag/Ab 的浓度非常重要，即在实验 中需对Ag/Ab进行适当的 稀释 ，调整二 者的比例，产生可见反应。
强度
“all points-------all points”
与抗体的结合 价直接相关。 亲合力高， 与抗原结合 牢固不易解离。
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%。
抗原抗体反应的基本原理包括
抗原抗体反应的基本原理包括抗原抗体反应是生物学中一种重要的免疫反应，它在维持机体免疫稳态、抵抗病原微生物侵袭和诊断疾病等方面起着重要的作用。
本文将从抗原和抗体的基本概念入手，详细解析抗原抗体反应的基本原理。
一、抗原的概念抗原是指能够诱导机体免疫系统产生免疫应答的物质，可以是蛋白质、多糖、脂质或核酸等大分子物质，也可以是一些小分子化合物。
抗原通常具有两个重要特征：免疫原性和抗原决定簇。
1. 免疫原性：免疫原性是指抗原能够激发机体产生免疫应答的能力。
通常情况下，抗原必须具备一定的分子复杂性和分子量，较小的分子往往不具备免疫原性。
抗原的免疫原性与其化学结构、分子量以及与机体免疫系统的相互作用有关。
2. 抗原决定簇：抗原决定簇，也称为抗原表位，是指抗原分子表面上能够与抗体结合的特定区域。
抗原通常具有多个抗原决定簇，每个抗原决定簇都能与特定的抗体结合，从而激发免疫反应。
二、抗体的概念抗体是机体免疫系统产生的一类特殊蛋白质，也被称为免疫球蛋白。
抗体分子由两个重链和两个轻链组成，其结构可以分为四个区域：两个可变区域（variable region，V）和两个恒定区域（constant region，C）。
抗体的可变区域决定了其与抗原结合的特异性。
抗体的主要功能是识别和结合抗原，从而参与免疫反应的各个环节。
抗体可以通过多种机制发挥免疫效应，如中和病原微生物、促进巨噬细胞吞噬、激活补体系统等。
三、抗原抗体反应的基本原理抗原抗体反应是指抗原与特异性抗体结合的过程。
抗原抗体反应具有高度的特异性和亲合性，其基本原理可以归结为以下几个步骤：1. 识别和结合：抗体的可变区域与抗原的抗原决定簇之间形成互补的键合，使抗原与抗体结合。
这种互补的结合方式决定了抗体对抗原的特异性。
一个抗体可以与多个抗原决定簇结合，形成多价结合。
2. 激活免疫效应：抗原抗体结合后，抗体可以激活机体免疫系统的各种效应分子，如补体系统、免疫细胞等。
这些效应分子的激活进一步增强了免疫反应的强度和效果。
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Section 1 抗原抗体反应的原理 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
基本原理：
特异性（AD----HVR）
结合力(4种)
可见性（凝集、沉淀、溶血等）
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抗原 抗体
高度互补（AD-HVR） 紧密接触
产生 结合力
带电离子 异性相吸 静电引力
抗
分子极化 作用最小 范德华引力
2.范德华引力（Van der Waals 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 forces）
分子间（或原子间)相互接近，分子极化产 生引力，其作用取决于分子空间构型，如：凹 槽与凸起互补，抗原与抗体，酶与底物。能量 小于静电引力。
（3）氢键结合力（hydrogen 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 bounding force）
[Ag] + [Ab]
K1 K2
[Ag-Ab]
K1:结合常数；K2：解离常数
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四、阶段性
两个阶段
特异性结合
数秒～数分钟， 肉眼不可见
可见反应阶段
数分～数小时 肉眼可见
Section 3 影响抗原抗体反应的因素 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、Ag/Ab自身因素 （一）Ag
强度
“all points-------all points”
与抗体的结合 价直接相关。 亲合力高， 与抗原结合 牢固不易解离。
Avidity
• The overall strength of binding between an Ag with many determinants and multivalent Abs
指供氢体氢原子与受氢体原子之间的 引力—“氢键桥梁” ，能量大于范德华引力。
4.疏水作用力 （ hydrophobic 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 force ）
指疏水基团间排斥水分子，相互聚集 的 力。作用力最强，占总结合力的50％。
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抗原抗体结合力
抗原抗体交叉反应示意图
二、比例性 (proportionality) 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
指抗原抗体的量比关系，即只有当抗原抗 体的浓度比例适当时，才出现可见反应。
以沉淀反应为例（Ab量固定,Ag量递增）
图
Question： 等价带 前带 后带
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Why?
抗原抗体反应比例性示意图
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抗原多价，抗体双价 二者比例合适 Ag/Ab过剩
网格 学说
二者比例合适：
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网格学说（图）
抗体的两个Fab段分别 结合两个Ag分子，相 互 交叉结合连接成巨大的 网格状立体聚合物， （可见）。
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• 大小都与两分子间的距离密切相关 • 只有两分子表面密切接触时，才能
产生足够的力使其结合 • 抗原与抗体之间高度的空间互补结
构恰好为这些结合力的发挥提供了 条件
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结合力的大小
表示
亲和力 （affinity）
亲合力 （avidity）
亲和力（affinity）： 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
理化性状：颗粒性Ag、可溶性Ag、 R型细菌Ag等出现不 同的Ag-Ab reaction.
一般原则：固定 低含量（ Ag/Ab ）的浓度， 稀释 含量高的 (Ab / Ag)。
一般可溶性Ag稀释Ag ，颗粒性Ag，稀 释 Ab。
三、可逆性（reversibility）或表面性 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1. Ag + Ab 一定条件 Ag —Ab（动态平衡）
解离
动态平衡公式:
Keq =
104
Affinity
106 Avidity
1010 Avidity
Section 2 抗原抗体反应的特点 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、特异性（specificity）
概念：一种抗原只能与其相应的抗体结合起反应（eg.）
分R与AD互补
免检中常用已知Ag 查 未知Ab ，反之亦然。
意义 相对性：当抗原之间有相同或相似结构的AD时
（共同抗原）
干扰结果 实验诊断
交叉反应（cross reaction） 如何解决？ 如何利用？
交叉反应（cross reactions） 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
两种不同 的抗原分 子具有相 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
一个抗体结合点与一个抗原表位间的结合强度。 “（single point－－－ single point ）” 亲和力用平衡常数表示：K=K1 / K2
即：结合常数/解离常数 K值越大，亲和力越高， 与抗原的结合越牢固
亲合力 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 指整个抗体分（子与a抗vi原d表ity位）之间结合的
概念：抗原抗体反应是指抗原抗体的特 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 异性结合反应
杀菌、溶菌、调理、中和毒素 体内
免疫病理损伤—超敏反应、免疫性疾病等
体外：凝集、沉淀、溶细胞、中和毒素、补体结合等 曾称：serological reaction
本章内容： 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
§1 抗原抗体反应的原理 §2 抗原抗体反应的特点 §3 影响抗原抗体反应的因素 §4 免疫学检测的类型
原 抗
形成氢键 最具特异性 氢键引力
体 结
形成疏水基团 作用最大 疏水作用力
合
比例合适 可见反应
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图
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抗原抗体结合力
1.静电引力（electrostatic forces） 或库仑引力（Cou-lombic forces） 指带电离子基团（如：—NH3+和 —COO-） 之间的引力，距离越近引力越大。
Ab/Ag过剩 过剩方的结合价得不到饱和，大多数游离存在，只形 成小分子复合物（不可见）。
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网格学说（图）
切记！！！！ 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
确定 Ag/Ab的浓度非常重要，即在实验中需 对Ag/Ab进行适当的 ，稀释调整二者的比 例，产生可见反应。