抗原抗体反应
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
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。
抗原抗体反应的基本原理
抗原抗体反应的基本原理
抗原抗体反应的基本原理是建立在抗原和抗体之间的特异性相互作用基础上。
抗原是一种能够刺激机体产生免疫应答的分子，可以是细菌、病毒、真菌、寄生虫、肿瘤细胞等。
抗体是机体免疫系统产生的一种特异性蛋白质，能够与抗原特异性地结合。
抗原抗体反应的主要过程是：
1. 抗原与抗体的结合：抗原与抗体之间的结合以非共价键方式进行，主要涉及抗原的表位（位点）和抗体的可识别区（Fc 区、Fab区等）的相互作用。
抗体的可识别区与抗原表位的结
合是高度特异性的，类似于锁和钥。
2. 形成抗原-抗体复合物：抗原与抗体的结合后，可以形成抗
原-抗体复合物。
这种复合物在机体内具有多种功能，例如中
和病原微生物、激活补体系统、介导细胞毒杀等。
3. 免疫应答：抗原-抗体复合物能够激活机体免疫系统，引发
免疫应答。
这包括细胞免疫和体液免疫两种途径。
细胞免疫主要涉及T细胞介导的免疫应答，而体液免疫主要涉及B细胞
介导的免疫应答。
总之，抗原抗体反应的基本原理是抗原与抗体间的特异性结合及产生的特异反应，这一过程在机体内可引发免疫应答，保护机体免受病原微生物侵袭。
简述抗原抗体反应的基本特点与影响因素
简述抗原抗体反应的基本特点与影响因素抗原抗体反应是指在机体内，抗原与抗体结合形成抗原抗体复合物，从而触发免疫反应。
这种反应具有以下基本特点：1. 特异性：抗原抗体反应是高度特异的，即抗体只能与其所识别的特定抗原结合。
抗体通过其特异性的抗原结合位点与抗原结合，形成稳定的抗原抗体复合物。
2. 亲和力：抗体与抗原结合的亲和力直接影响抗原抗体反应的强度和稳定性。
亲和力越高，抗体与抗原结合越紧密，反应越强烈。
亲和力的高低取决于抗体的结构和抗原的特性。
3. 反应动力学：抗原抗体反应具有动态平衡的特点。
在反应初期，抗原与抗体结合的速率很快，但随着反应进行，反应速率逐渐下降，最终达到平衡。
平衡时，抗原抗体复合物的浓度达到一定的稳定值。
4. 反应强度：抗原抗体反应的强度取决于抗原和抗体的浓度。
当抗原浓度较低时，抗体与抗原结合的机会减少，反应弱；当抗原浓度较高时，抗体与抗原结合的机会增加，反应强。
5. 反应平台：抗原抗体反应的最佳pH和温度范围称为反应平台。
不同抗原抗体对反应平台的要求不同，有些在酸性环境中反应较强，有些在碱性环境中反应较强。
6. 影响因素：抗原抗体反应的强度受多种因素影响。
其中包括抗原和抗体的浓度、亲和力、结构、特异性，以及反应环境的pH、温度等。
此外，还有其他因素如反应时间、离子浓度、抗体的同种异种等也会对反应产生影响。
抗原抗体反应的特点和影响因素对于免疫学的研究和临床诊断有着重要意义。
抗原抗体反应的特异性使其成为检测和诊断疾病的重要手段。
通过设计特异性抗体，可以检测和鉴定特定抗原的存在与浓度变化，从而实现疾病的早期诊断和治疗监测。
抗原抗体反应的亲和力和反应动力学特性使其成为制备特定抗体和药物的重要手段。
通过调节抗原和抗体的结构和亲和力，可以提高抗体的亲和力和稳定性，从而更好地应用于药物研发和治疗。
了解抗原抗体反应的影响因素，可以优化反应条件，提高反应效率和特异性。
例如，调节反应的pH和温度，可以提高抗原抗体反应的效果；调节抗原和抗体的浓度，可以控制反应的强度和特异性。
植物免疫学-抗原抗体反应
抗原抗体反应概述
抗原与抗体的定义
抗原是能够引起免疫反应的物质， 而抗体是由免疫系统产生的能够 特异性识别并结合抗原的蛋白质。
抗原抗体反应的过
程
包括抗原的识别、抗体的产生以 及抗原抗体结合后的效应等阶段， 是植物免疫应答的核心环节。
抗原抗体反应的意
义
在植物免疫学中，抗原抗体反应 不仅揭示了植物与病原体相互作 用的分子机制，还为植物病害的 诊断和防治提供了新的思路和方 法。
种的推广和应用提供依据。
植物免疫学在生物防治中的应用
01
02
03
生物农药研制
利用植物免疫学原理，研 制具有抗病、杀虫作用的 生物农药，减少化学农药 的使用。
生物防治策略制定
根据植物免疫学原理，制 定针对特定病害的生物防 治策略，提高防治效果。
天敌资源的利用
利用植物免疫学方法，发 掘和利用天敌资源，控制 有害生物的发生和危害。
03 抗原
抗原的定义和分类
抗原定义
抗原是指能与T细胞、B细胞的TCR或BCR结合，促使其增殖、分化，产生致敏淋巴细胞或抗体，并与之结合，进 而发挥免疫效应的物质。
抗原分类
根据抗原性质分为完全抗原和不完全抗原。完全抗原简称抗原，是一类既有免疫原性，又有免疫反应性的物质； 不完全抗原又称半抗原，是只具有免疫反应性而无免疫原性的物质。
植物免疫系统的特点
非特异性免疫
植物免疫系统能够识别并抵御多种病原体，具有非特异性免疫的特 点。
多层次防御
植物免疫系统包括多个层次的防御机制，从细胞壁到细胞内，从局 部到整体，形成全方位的防御体系。
与环境互作
植物免疫系统受到环境因素的影响，如温度、湿度、光照等，同时 也与土壤中的微生物群落存在密切互作关系。
抗原抗体反应
抗原抗体反应
第2页
• 4、前带现象:抗原抗体反应该抗体量过时,不出现 可见反应。
• 5、后带现象:抗原抗体反应该抗原量过剩时,不出 现可见反应。
• 1929年Heidelberger利用等量抗体检测浓度递增抗 原，当抗原浓度较低，抗体浓度相对较高时，沉淀 反应不显著；当抗原浓度增加到与抗体浓度百分比 适当时，沉淀反应显著；继续增加浓度时，沉淀反 应反而减弱。据此绘出双对应答曲线，曲线高峰区 域，抗体、抗原浓度呈最适比，沉淀反应显著，称 等价带。高峰区域左侧，因为抗体浓度过高，沉淀 反应不显著，称前带；高峰区域右侧，因为抗原浓 度过高，沉淀反应也不显著，称后带。抗体浓度过 高所致结果称前带现象，抗原浓度过高所致结果称 后带现象，统称为带现象。1977年Green把此现 象称为钩状效应（hook effect），包含前后带现象 。
抗原抗体反应
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抗原抗体特异性是指抗原分子上抗原决
定簇和抗体分子超变区结合特异性，由二者 之间查问结构互补决定。抗体分子VH 区和 VL 区上各自含有三个高变区共同组成抗原 结合部位，该部位形成一个与抗原决定簇互 补槽沟，决定了抗体特异性。所以，在抗原 抗体反应免疫学试验中，能够用已知抗原或 抗体来检测对应抗体或抗原。但较大分子蛋 白质常含有各种抗原表位。假如两种不一样 抗原分子上有相同抗原表位，或抗原、抗体 间构型个别相同，皆可出现交叉反应。
抗原抗体反应
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二、抗原抗体反应特点
• 抗原抗体反应特点主要有三性：即特异性、
百分比性、可逆性。
（一）特异性：
是抗原抗体反应最主要特征，这种特异性 是由抗原决定簇和抗体分子超变区之间空间 结构互补性确定。这种高度特异性在传染病 诊疗与防治方面得到有效应用。伴随免疫学 技术发展进步，还将在医学和生物学领域得 到愈加深入和广泛应用，比如肿瘤诊疗和特 异性治疗等。
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。
8抗原抗体反应
免疫荧光技术 (Immunofluorescence Technique)
是用荧光素（常用的有异硫氰酸荧光素， FITC) 与抗体连接成荧光抗体，再与待测 标本的抗原反应，置荧光显微镜下观察， 抗原抗体复合物散发出荧光，借此对标本 中的抗原作鉴定和定位。
RIA法原理及标准曲线
/
结 合 75
未
结 合 50
的
放 射
30
活
性 10
（
0
）
1
10
100
未标记抗原浓度（ng/ml)
1000
%
▼间接凝集抑制试验：将可溶性抗原与相应抗体预 先混合并充分作用后，再加入致敏载体，此时因抗 体已被可溶性抗原结合，阻断了抗体再与致敏载体 上抗原的结合，不再出现凝集现象。临床常用的免 疫妊娠试验即属此类。
（二）沉淀反应（Precipitation)
血清蛋白质、细胞裂解液或组织浸液等 可溶性抗原与相应抗体结合后出现的沉淀物 现象称为沉淀反应。
加样
Ab+琼脂
Ag
Ag
Ag
NS
观察
（含量）
Ab固定于 琼脂
单向免疫扩散
Ag扩散 沉淀环
双向免疫扩散
（Double Immunodiffusion)
是将抗原与抗体分别加入 琼脂凝胶的小孔中，二者 自由向周围扩散并相遇， 在比例合适处形成沉淀线。 如果反应体系中含两种以 上的抗原抗体系统，则小 孔间可出现两条以上的沉 淀线。本法常用于抗原或 抗体的定性 、组成和两种 抗原相关性分析的检测。
敏感性和特异性均较高，但该试验影响因素较多，现在已 有被其它新方法取代的趋势。
抗原抗体反应
reaction
广州医科大学金域检验学院 徐霞
本章内容
1.Principle of Ag-Ab reaction 2.Characteristics of Ag-Ab
reaction 3.Influencing factors of Ag-Ab
reaction 4.Types of Ag-Ab reaction
●氢键结合力：供氢体上的氢原子与受氢体原子间的 引力
●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.
结合力的强弱：
疏水作用力>氢键结合力>静电引力>范德华引力
抗体 O
氢键结合力 N 静电引力 -
-+
范德华力
+-
抗原
H H + + -+
+-
疏水作用力
排斥的水 抗原抗体结合力示意图
二、抗原抗体的亲和力与亲合力
1.亲和力(affinity):抗体分子上一个抗原结
合点与对应的抗原表位之间的结合强度， 是抗原抗体间固有的结合力
亲和力可用平衡常数K表示，K值越大，亲 和力越高，与抗原结合也越牢固。
2.亲合力：是指一 个抗体分子与抗原 分子表面数个相应
Avidity
• The overall strength of binding between an Ag with many determinants and multivalent Abs
带负电荷，使极化的水分子在其周围形成水化层， 成为亲水胶体。抗原抗体复合物成为疏水胶体。 在适当电解质、PH、温度等影响下，出现可见 反应。
第二节 抗原抗体反应的特点
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1、凝集～ 2、沉淀～ 3、溶细胞～ 4、等等
In vitro（classical～）
Precipitation Reaction （沉淀反应）
Agglutination Reaction （凝集反应）
Antigen and Antibody Reaction Involved by Complement （补体介导的抗原抗体反应）
临床免疫学检测技术及应用
2008-3-31
Immunologic technique/appliance
Classical antigen and antibody reaction (抗原抗体反应)
Immunoassay (IA){ (免疫测定) Immunolabeling technique (标记免疫技术)
二、Immunolabeling Technique
Immunolabeling Technique
原理：于抗原或抗体上标记可以微量检测 的标记物（荧光素、酶或同位素等），待 特异性抗原抗体反应后，所测的不必是抗 原-抗体复合物本身，而测定复合物中的标 记物，并可通过标记物的放大作用，进一 步提高其检测的敏感度。
透射免疫散射免疫比浊（nephelometry） 包括— 终点～
速率～
Agglutination Reaction
例:
人类ABO血型检测(玻片)
肥达(Widal)反应
{direct～
类风湿因子测定(乳胶) {indirect～
包括-正向
反向
抗红细胞不完全抗体(Coobs)
影响：抗原抗体的构象和功能；抗原-抗体 结合反应的动力学过程。
区别：
（1）非共价吸附 抗体或蛋白通过疏水性相互作用而附着 （2）共价吸附 借助固相上的活性基团，通过化学交联剂
与抗原/抗体分子上相应活性基团反应形成 共价键，固着～
固相载体
种类： 1、聚苯乙烯 2、聚氯乙烯 3、硝酸纤维素膜 4、尼龙膜 5、磁性微粒
Et al
Precipitation Reaction
Immunodifusion（免疫扩散） Immunoturbidimetry（免疫浊度） Immunoeletrophoresis（免疫电泳） Et al(环状～）
（絮状～）
沉淀反应的类型归纳
环状沉淀反应 液相（液体）{絮状沉淀反应
免疫浊度测定 沉淀反应{
特异性（specific） 最适比（optimal ratio） 可逆性（reversible） 亲和性（afinity）和亲和力（avidity）
抗原/抗体反应分两阶段
（一）抗原/抗体发生特异性结合
1、亲水胶体转变为疏水胶体（水化层） 2、抗原抗体的结合力（静电引力、范登华引力、氢键
结合力、疏水结合力等）
— 抗原/抗体的固相化 （coating，包被） （immunosorbent） (蛋白分子表面效应)
操作：（例）Ag/Ab in pH 9.6 carbonate buffer Incubated at 4℃ for overnight
表面效应：
蛋白质分子在吸附（包被）过程，为了克 服与固相载体之间的排斥力，需要重新分 布其表面的功能性基团，使疏水性基团充 分暴露，然后，局部接触区域的偶极分子 脱氢，再通过范德瓦尔引力将其固相于载 体表面。整个过程谓coating。
材料要求： 1、结合容量 2、结合能力 3、结合性质 4、性价比
孔间差异 （<10%）
对策
一、 用一定浓度的人IgG（10ng/ml） 适当稀释度的酶标抗人IgG 控制反应各条件 计算各孔读值的平均值并要求每孔的读值与其平均值间的
差异小于10%。 二、 选择已知阳性与阴性标本，作系列稀释 在不同固相载体上按预定的ELISA法进行操作测定 评判的标准：阳性结果与阴性结果差别最大的好
一、Classical antigen and antibody reaction
Antigen and Antibody reaction
Ag + Ab → Ag-Ab + Ag/Ab In vivo (不同免疫应答的效应作用) In vitro （抗原抗体结合反应，多样性）
抗原/抗体反应的特点：
Ab *＋Ag → Ab*Ag ＋Ab* Ab ＋Ag * → AbAg * ＋Ag* （1）Homogenous （均相测定） （2）Hetergenous（异相测定）
—— Solid phase （固相）
ELISA：
ELISA— 是以酶作为 标记指示物、以抗原 抗体反应为基础的固 相吸附测定。
补体介导的抗原抗体反应(complement)
例： CH50（complement hemolysis 50%)(测补体） 脂质体免疫法检测补体（测补体） 微量细胞毒试验（complement dependent
cytotoxicity；CDC）（交叉配型） 特定蛋白检测仪及配套试剂（补体单成分）
免疫扩散 固相（凝胶）{
免疫电泳
免疫浊度(turbidimetry)测定:
含义：是将光学测量仪与自动分析检测系 统结合，应用于沉淀反应试验。
原理：抗原抗体在检测反应液中会形成抗 原抗体复合物，使得反应液出现浊度。当 反应液中保持抗体过剩，形成的复合物随 样本中抗原的量增加而增多，反应液的浊 度亦随之增高。与系列标准品对照(标准曲 线)，可计算样本中被测抗原的浓度。
immunoassay Biotin-avidin system（BAS）
酶免疫技术/ELISA
酶免疫技术— 是以酶标记抗原或抗体作为 主要试剂的免疫测定方法。
ELISA— 是以酶作为标记指示物、以抗原 抗体反应为基础的固相吸附测定。
酶免疫技术分类
（一）酶免疫组织化学测定技术 （二）酶免疫测定技术
Immunolabeling Technique
Enzyme linked immunosorbent assay （ELISA）
Fluorescence immunoassay（FIA） Radioimmunoassay（RIA） Luminescence immune-technique Solid phase membrane-based