【医学】抗原与抗体的相互作用及免疫学检测
免疫学检测原理及临床应用
免疫学检测原理及临床应用免疫学检测是一种通过检测体内免疫系统的反应来确定疾病状态或病原体存在的诊断技术。
其基本原理是利用体内自身的免疫系统对外来物质（如细菌、病毒或人工合成物质）做出特异性反应，产生特异性抗体或细胞免疫反应，并将其检测出来。
免疫学检测可分为血清学检测和细胞免疫学检测两种。
血清学检测是指通过检测血清中特异性抗体的存在来确定疾病状态或病原体存在的诊断方法。
主要有ELISA、免疫荧光、免疫印迹等方法。
其基本原理是将目标抗原或建立细胞突变株制备成特异性抗原，与患者血清中的特异性抗体结合，用酶、荧光或其他标记物检测出来。
例如，ELISA是一种广泛应用的免疫学检测技术，用于检测抗体和抗原的相互作用。
它的原理是将抗原吸附到多孔板上，在体外将待测样本加入其中，样品中如有特异性抗体，则与抗原结合，未结合的抗体被洗掉，再加入标记抗体，标记物与抗原相互结合形成复合物，可以根据标记物的性质来检测复合物的形成。
细胞免疫学检测是指通过检测免疫细胞的反应来确定疾病状态或病原体存在的诊断方法。
主要有淋巴细胞转化试验（LTT）、流式细胞术等方法。
其基本原理是将血液或其他体液样本中的免疫细胞与特异性抗原共同孵育，在体外激活免疫细胞产生抗体或细胞反应，使用流式细胞术分离、检测不同类型的免疫细胞。
例如，LTT可用于检测细菌或病毒等病原体感染及免疫功能异常等疾病。
其原理是将血液或其他体液样本加入培养基中，与特定抗原刺激后，在体外培养一段时间，测定培养物中的淋巴细胞增殖情况，反映细胞免疫应答功能的多样性和复杂性。
免疫学检测在临床实践中的应用非常广泛。
它被用来诊断多种感染性疾病，例如乙型肝炎、艾滋病、结核病等。
通过检测患者体内是否存在相应的抗体或细胞反应，可以确定疾病病原体是否存在以及疾病的严重程度。
此外，免疫学检测还被用于诊断自身免疫性疾病，例如狼疮、风湿性关节炎等。
通过检测患者体内是否存在特定的自身抗体，可以确定患者的疾病类型和严重程度。
抗原、抗体、免疫标记介绍
抗原、抗体、免疫标记介绍免疫测定（immunoassay，IA）是应用免疫学技术测定标本的方法。
在临床检验中主要通过抗原抗体反应检测体液中的抗体或抗原性物质。
1.1 抗原 抗原是能在机体中引起特异性免疫应答的物质。
抗原进入机体后，可刺激机体产生抗体和引起细胞免疫。
在免疫测定中，抗原是指能与抗体结合的物质。
能在机体中引起抗体产生的抗原多为分子量大于5000的蛋白质。
小分子化合物在与大分子蛋白质结合后能引起机体产生特异性抗体的，称为半抗原（hapten）。
例如某些激素、药物等。
抗原的反应性取决于抗原决定簇（antigenic determinant），或称为表位（epitope）。
一个抗原分子可带有不同的决定簇。
1.2 抗体1.2.1 抗体的结构 抗体是能与抗原特异性结合的免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)。
Ig分五类，即IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。
与免疫测定有关的Ig主要为IgG和IgM。
Ig由两个轻链（L）和两个重链（H）的单体组成。
Ig的轻链是相同的，有κ（kappa）和λ（Lambda）两种型别。
五类Ig的重链结构不同，这决定了它们的抗原性也不同。
IgG和IgM 的重链分别称为γ（gamma）链和μ（mu）链。
IgG的结构见图。
IgG可被木瓜蛋白酶分解为三个区段，其中两个相同的区段称抗原结合片段（Fab）。
每个Fab都保存结合抗原的能力，但只有一个抗原结合位点，是单价的，与抗原结合后不出现凝集或沉淀。
另一区段称Fc 段，无抗体活性，但具有IgG特有的抗原性。
IgG可被胃蛋白酶分解为两个片段，一个Fab双体，称F（ab''）2，能和两个相同的抗原结合；另一片段类似Fc，随后被分解成小分子多肽，无生物活性。
IgM是由五个单体组成的五聚体，含10个重链和10个轻链，具有10个抗原结合价，由于空间位置的影响，只表现为五个抗原结合价。
IgM分子量约为900000，IgG分子量约为150000。
免疫检测原理
免疫检测原理免疫检测是一种常用的生物学实验技术，通过检测抗体与抗原之间的相互作用来确定特定物质的存在。
这种检测方法通常用于诊断疾病、监测生物分子的表达水平以及研究生物分子相互作用等领域。
免疫检测的原理主要基于免疫学中的抗体-抗原相互作用原理，下面将详细介绍免疫检测的原理及其应用。
1. 免疫检测的原理免疫检测的原理基于抗体与抗原之间的特异性相互作用。
抗体是免疫系统产生的一种蛋白质，可以识别并结合特定的抗原分子。
当抗体与抗原结合时，会发生特定的免疫反应，形成抗原-抗体复合物。
免疫检测利用这种抗原-抗体相互作用来检测特定的生物分子。
常见的免疫检测方法包括酶联免疫吸附试验（ELISA）、免疫印迹（Western blot）、免疫荧光等。
2. ELISA检测原理ELISA是一种常用的免疫检测方法，其原理基于酶与底物之间的特异性相互作用。
在ELISA实验中，首先将待检测的抗原或抗体吸附在微孔板上，然后加入特异性抗体或抗原，使其与待检测物相结合。
接着加入与特异性抗体结合的酶标记二抗，形成抗原-抗体-酶标记二抗复合物。
最后加入底物，酶与底物发生反应产生可测量的信号，通过测量信号强度来确定待检测物的存在量。
3. Western blot检测原理Western blot是一种用于检测蛋白质的免疫检测方法，其原理基于蛋白质的分子量和特异性抗体的结合。
在Western blot实验中，首先将待检测的蛋白质经电泳分离并转移到膜上，然后将膜与特异性抗体结合，形成蛋白质-抗体复合物。
接着加入与特异性抗体结合的辅助抗体，再加入底物产生可视化的信号，通过检测信号强度来确定待检测蛋白质的存在量。
4. 免疫检测的应用免疫检测在医学诊断、生物学研究和生物工程等领域有着广泛的应用。
在医学诊断中，免疫检测可以用于检测病毒、细菌和肿瘤标志物等，帮助医生诊断疾病。
在生物学研究中，免疫检测可以用于检测蛋白质表达水平、研究蛋白质相互作用等。
在生物工程中，免疫检测可以用于检测重组蛋白质的纯度和活性等。
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。
免疫检测技术的基本原理
免疫检测技术的基本原理1.抗原与抗体的特异性结合：免疫检测首先需要获得特定的抗体，该抗体与特定的抗原结合。
抗原可以是病原体的蛋白质或其他特定分子，也可以是细胞表面的标记分子。
抗体与抗原结合时形成免疫复合物，这种结合是高度特异性的，可以通过这种复合物实现对抗原的检测。
2.标记物的选择：在免疫检测中，通常需要选择一种标记物来标记抗体或抗原。
常用的标记物包括放射性同位素、荧光染料、酶和金纳米颗粒等。
标记物的选择需要考虑到标记物的稳定性、灵敏度和安全性等因素。
3.免疫反应的检测方法：免疫检测方法包括放射免疫测定法（RIA）、酶联免疫吸附测定法（ELISA）、荧光免疫测定法和免疫组化等。
不同的检测方法适用于不同的实验需求，选择适当的方法可以提高检测的灵敏度和特异性。
4.检测结果的定量或定性分析：通过检测生成的信号，可以对抗原或抗体进行定量或定性分析。
定量分析通常测定免疫反应的信号强度来判断抗原或抗体的浓度，定性分析则仅判断免疫反应是否发生。
免疫检测技术在临床诊断、疫苗研发、药物研发等领域有着广泛的应用。
例如，在临床上，免疫检测技术可以用于检测病毒感染、细胞因子水平、肿瘤标志物等，为疾病的早期诊断和治疗提供依据。
在疫苗研发中，免疫检测可以评估疫苗的免疫原性和免疫保护效果。
在药物研发中，免疫检测可以用于评估药物对免疫系统的影响。
总而言之，免疫检测技术是一种基于免疫学原理的生物学技术，基于抗原与抗体之间的高度特异性和亲和性进行定量或定性检测。
通过选择合适的抗体和标记物，并使用适当的检测方法，可以实现对抗原或抗体的准确检测和分析，为生物学研究和临床诊断提供有力的工具。
免疫诊断方法的原理
免疫诊断方法的原理
免疫诊断方法的原理基于免疫学原理，利用抗原抗体之间的特异性免疫反应来测定免疫状态和检测各种疾病。
抗原与抗体在空间结构上具有高度互补性，能够高度识别并与之高效结合。
免疫诊断中，抗原或抗体与各种能够通过放射性、光电等原理定量的物质如放射性元素、酶、吖啶酯等相结合，然后利用抗原与抗体间的高效结合对人体内的抗体或抗原进行定量测试。
免疫诊断方法被广泛应用于检测蛋白质、激素等微量物质，以及肝炎、性病、肿瘤、代谢、心血管疾病、传染病以及优生优育诊疗等方面。
此外，在医学上，免疫诊断也是确定疾病的病因和病变部位，或是确定机体免疫状态是否正常的重要方法。
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免疫学检测方法与操作规范
免疫学检测方法与操作规范免疫学检测方法一直是生物医学领域中的重要技术之一，广泛应用于免疫学研究、临床诊断和治疗监测等方面。
本文将介绍免疫学检测方法的基本原理、常用实验步骤以及操作规范，旨在为科研人员和实验室从业人员提供参考。
一、免疫学检测方法简介免疫学检测方法是通过检测人体免疫系统特异性抗原与抗体之间的相互作用来实现。
其原理基于人体免疫系统对外界病原体的免疫应答，通过检测抗原-抗体反应可以确定某种特定的抗原或抗体是否存在于样本中。
免疫学检测方法常见的类型包括ELISA（酶联免疫吸附测定法）、免疫印迹、流式细胞术等。
每种方法都有其特定的优势和适用范围，具体选择方法要根据实验目的和样本特点来确定。
二、常用免疫学检测方法及操作步骤1. ELISA方法ELISA是一种定性和定量检测抗原或抗体的常用方法。
其操作步骤包括：（1）涂底板：将包含目标抗原的溶液加入微孔板中，并在相应孔中加入阴性对照和阳性对照，孵育后洗涤；（2）加入特异性抗体：将标记有酶的特异性抗体加入孔中，并进行孵育和洗涤；（3）底物反应：加入酶底物，允许产生显色反应；（4）终止反应：加入终止液停止底物反应；（5）测定吸光度：使用酶标仪测定吸光值，计算样品中目标抗原或抗体的浓度。
2. 免疫印迹方法免疫印迹是一种用于检测特异性抗原和抗体的方法，常用于蛋白质的鉴定和定量。
操作步骤包括：（1）蛋白质分离：将待测蛋白经SDS-PAGE电泳分离；（2）膜转移：将分离后的蛋白转移到膜上，如PVDF或NC膜；（3）阻断：用蛋白阻断剂阻断膜上非特异性结合位点；（4）孵育抗体：使用特异性抗体孵育膜，结合目标蛋白；（5）洗涤：洗去未结合的抗体；（6）显色：加入特定底物进行显色反应；（7）图像分析：使用成像系统记录和分析显色结果。
3. 流式细胞术流式细胞术常用于分析和鉴定细胞表面标记物的表达情况，以及细胞在不同状态下的功能。
操作步骤包括：（1）细胞准备：对待测细胞进行处理，包括细胞培养、致死和洗涤等步骤；（2）标记抗体：使用荧光标记的特异性抗体孵育待测细胞，与目标表面标记物结合；（3）洗涤：洗涤去除未结合的抗体；（4）流式细胞仪分析：将标记后的细胞放入流式细胞仪中进行荧光检测和数据分析。
免疫学检验和免疫学分析
免疫学检验和免疫学分析免疫学是一门研究生物体对病原微生物及其产生的毒素、异种细胞及故障细胞等的免疫反应以及抗原与抗体之间相互作用和免疫调节的基础科学。
免疫学检验是通过检测血液中的免疫指标，评估免疫系统功能的分析方法。
免疫学分析则是通过对病原微生物的免疫应答进行分析，得出感染情况的方法。
一、免疫学检验1.ELISA检测法ELISA（酶联免疫吸附法）是一种常见的免疫学检验方法。
它通过特异性的抗体或抗原结合来检测血液中的特定蛋白质。
这种技术被广泛应用于检测感染、过敏以及许多其他疾病。
ELISA至少需要一种抗体，它可以与要检测的蛋白质结合。
当抗体与蛋白质结合时，一个标记基团（通常是酶）可以被添加到检测中。
当试剂在光谱仪或显微镜下检测时，标记基团将发出可见的荧光或颜色变化，从而指示检测结果。
2.流式细胞仪流式细胞仪也是一种常见的免疫学检验方法。
它是一种高通量细胞分析方法，可以在极短的时间内分析大量的细胞，并且可以同时对多个类型的细胞进行分析。
在流式细胞仪中，细胞或者微生物会被自动注入流通式悬浮液中，在通过一些物理和化学的方法后，可以将细胞/微生物区分为不同的亚群，从而对其匹配的表型或生化特征进行评估。
这种方法在检测癌症、感染和自身免疫疾病方面很有用。
3.其他免疫学检验方法除了ELISA和流式细胞仪外，还有许多其他的免疫学检验方法，如放射免疫测定法、荧光免疫测定法、蛋白质芯片等。
这些方法的实现依靠于特异性抗体和/或抗原的结合，以便鉴定出感染、肿瘤、自身免疫疾病等等。
二、免疫学分析1.用于诊断活动性病毒感染的分析随着人口的增长和社会的发展，病原体感染已经成为一个重要的公共卫生问题。
制定有效的病原体检测和分析技术对于预防疾病、降低医疗成本和提高患者生存率等方面都有很大的意义。
在病原体感染的检测中，分子诊断和免疫学分析是两种常见的方法。
分子诊断技术可以检测病原体的特异性核酸序列，包括PCR、实时PCR、RT-PCR等。
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体液免疫的基础是抗原和抗体分子的结合， 这种结合可以是游离形式的，也可以结合 在细胞表面。
通过抗原抗体的结合继发出各种生理效应， 如：溶细胞效应、促吞噬作用、凝集作用、 沉淀作用、调节作用等，形成一整套机体 体液免疫功能。
抗原决定簇与抗体结合部位的结合，要求 分子结构有互补性，也因此具有高度的特 异性。
抗体纯化的方法：
1、硫铵盐析法：简便、蛋白质变性较少， 33%饱和度的硫铵可以沉淀所有各类免疫球 蛋白；缺点是分离的纯度较差，对IgA类抗 体来说，浓盐可使其形成二聚体，不宜采 用。
2、Cohn冷酒精沉淀法：
IgA相对分子量160000，IgM相对分子量 1000000，故可通过分子筛将两者分开而得 到纯品。
3、效价测定：用免疫动物时的抗原浓度作抗体效价 测定的抗原浓度。以出现沉淀反应的抗血清的最 大稀释倍数来表示抗血清的效价。
三、免疫球蛋白的纯化
由于抗原抗体的结合具有高度的特异 性，在免疫检测中常常直接运用抗血清进 行，而无需对抗体进行纯化。
随着免疫检测技术的发展，如用铁蛋 白、胶体金等标记抗体作免疫电镜观测， 用荧光素、酶、同位素标记抗体作组织细 胞染色，或对抗原进行定量测定，就必须 对抗体进行纯化，但这类的纯化多数是类 别的纯化。
第二节 抗血清的制备和抗体的纯化
抗体产生的特异免疫应答是指机体受外源物质 刺激后，产生体液免疫和细胞免疫的过程。在这一免 疫应答过程中，除依赖于抗原物质有特定的化学结构 外，还依赖于动物机体的免疫应答能力。机体免疫应 答能力又受遗传因素的控制及机体的生理状况、抗原 物质进入机体的途径和佐剂的使用等因素的影响。
佐剂在抗血清制备中的作用：
由于佐剂有吸附和包埋抗原的“储藏
所”作用，延长了抗原在体内的存留时间， 便于抗原较长时间的、不间断的刺激机体 免疫系统，使初次反应与再次反应结合在 一起，其免疫效果更为理想。另外，在佐 剂中含有激活巨噬细胞等生理功能的卡介 苗类物质，可提高抗原的免疫原性，因此 要获得高效价的抗血清，常使用各种类型 的佐剂。
抗原抗体分子间的作用力，即亲和力包括 以下几种：
1、盐键（离子键） 2、范德华力 3、疏水作用 4、氢键
二、抗原与抗体结合的可逆性
抗原抗体的结合反应是一个可逆的反应
Ab+Ag Ab:Ag
由于抗原抗体结合的可逆性，可利用 亲和层析法分离纯化抗原或抗体；利用待 测抗原和标准抗原与抗体的竞争结合，进 行抗原或抗体的定量测定，如放免检测法、 酶联免疫吸附法等
动物个体的不同组织部位对抗原刺激
的敏感性也是不同的。淋巴结、脾脏、足 掌、眼睑结膜等是反应敏感部位，也是免 疫动物的常用部位。
一、动物的免疫
1、抗原用量：0.5mg/kg 2、佐剂：弗氏佐剂
弗氏佐剂的成分和使用 3、免疫方法：淋巴结注射、腹部皮下注射、
四足掌皮内注射。 4、免疫次数：每隔7-10天免疫一次，共需3-
第一节 抗原与抗体反应的特点
一、特异性 抗原与抗体相互结合只局限于一些大分子表
面的特定部位，即抗原决定簇和抗体结合位点之 间，且以亲和力的作用方式结合在一起。抗原抗 体的结合并没有共价键形成，而是由这些特定部 位之间的短程分子力相互作用的结果。这些吸引 力只有在极短的距离内才有效。因此抗原决定簇 与抗体结合位点在空间上必须处于紧密接触状态， 才能产生足够的结合力。这种分子间的互补结构 决定了抗原抗体结合的专一性。
抗原抗体凝集（沉淀）反应形成的特点：
1、抗原结合价必须在2价以上； 2、抗体结合价也必须是2价或2价以上； 3、抗原抗体能形成复合物但不一定能形成沉淀； 4、抗原抗体结合形成大分子凝集物的前提是要求
其结合价彼此饱和； 5、当抗原大大过量时，只有溶解状态的抗原抗体
复合物，而无沉淀出现，在免疫检测中称为前 带现象。
4次。第二次免疫后开始测效价。
二、抗血清制备和抗体效价测定
1、采血方法：兔颈动脉放血、兔心脏取血、兔耳缘 静脉放血、鼠心脏取血、剪尾采血、眼窝采血。
2、抗血清制备：血液室温放置1-2h或冰箱内4度过 夜，血清便可充分析出，用滴管吸出或离心分离 取得。分离好的血清加入0.02%叠氮化钠，在4度 冰箱内保存可长达半年。
由于动物的遗传性不同，同一抗原对不同种动 物、同种不同品系甚至不同个体，产生免疫应答的强 弱是不同的。因此，在进行动物免疫时，必须选择对 该抗原敏感的动物，而且必须是年轻的、健康的。常 用的动物有马、羊、兔、鼠和豚鼠。
当抗原初次进入具有应答能力的动物体 内后，经过一段较长的潜伏期才出现抗体，又 经过一段高峰期后，抗体量逐渐下降直至消失。 这段时间总的抗体量是较低的，主要成分是IgM， 此为机体对抗原的初次反应。但当抗原再次进 入该机体时，血清中抗体很快出现，含量也远 高于初次反应，其抗体成分主要是IgG，此为再 次反应。
在一级阶段之后，继发出现抗原与抗体
间进一步交联而形成网络状凝集物，进源自 出现可见的凝集和沉淀，称为反应的二级 阶段。这一阶段是抗原抗体网格生长的阶 段，速率要慢的多，且在很大程度上依赖 于温度、离子强度等外界条件，但更重要 的是需要合适的抗原抗体分子比例。只有 当二者的结合价彼此饱和时，才能连接成 一个大网格样凝集物，出现凝集或沉淀。
3、硫铵盐析和DEAE-纤维素柱层析法纯化IgG
在pH7.5的溶液中IgG带正电，其他血清 蛋白带负电，因此阴离子交换剂DEAE-纤维 素可以一次将IgG提纯到很高的纯度
4、IgM的纯化方法：18%饱和度硫铵沉淀 +DEAE-纤维素柱层析法。
第三节 抗原与抗体反应-免疫检测法
三、抗原与抗体反应中量的关系
当抗体与抗原结合时，如果是颗粒抗原， 则出现凝集现象；如果是可溶性抗原，则 产生沉淀作用。这些可见现象的出现是以 抗原与抗体反应特异性和亲和力为基础的， 同时也是抗原抗体反应的继发过程。
当抗原与同型抗体相遇时，在合适条 件下，不论彼此量的多少，都立即发生特 异性的结合形成抗原抗体复合物，这一过 程通常只需要几秒的时间便可完成，称为 反应的一级阶段。