体外抗原抗体反应概述
临床免疫学检验 名词解释&重要知识点 (上)
抗原抗体反应：是指抗原与相应抗体在体内或体外发生的特异性结合反应。
抗原抗体间的结合力涉及静电引力、范德华力、氢键和疏水作用力，其中疏水作用力最强，它是在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。
亲和性（affinity）：是指抗体分子上一个抗原结合点与一个相应抗原表位（AD）之间的结合强度，取决于两者空间结构的互补程度。
亲合力（avidity）：是指一个完整抗体分子的抗原结合部位与若干相应抗原表位之间的结合强度，它与亲和性、抗体的结合价、抗原的有效AD数目有关。
抗原抗体反应的特点：特异性、可逆性、比例性、阶段性。
带现象（zone phenomenon）：一种抗原-抗体反应的现象。
在凝集反应或沉淀反应中，由于抗体过剩或抗原过剩，抗原与抗体结合但不能形成大的复合物，从而不出现肉眼可见的反应现象。
抗体过量称为前带，抗原过量称为后带。
免疫原（immunogen）：是指能诱导机体免疫系统产生特异性抗体或致敏淋巴细胞的抗原。
免疫佐剂（immuno adjustvant）：简称佐剂，是指某些预先或与抗原同时注入体内，可增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的物质。
半抗原（hapten）：又称不完全抗原，是指仅具有与抗体结合的能力(抗原性)，而单独不能诱导抗体产生（无免疫原性）的物质。
当半抗原与蛋白质载体结合后即可成为完全抗原。
载体（carrier）：结合后能给予半抗原以免疫原性的物质。
载体效应：初次免疫与再次免疫时，只有使半抗原结合在同一载体上，才能使机体产生对半抗原的免疫应答，该现象称为~。
单克隆抗体（McAB）：将单个B细胞分离出来，加以增殖形成一个克隆群落，该B细胞克隆产生的针对单一表位、结构相同、功能均一的抗体，即~。
多克隆抗体（PcAb）：天然抗原分子中常含多种不同抗原特异性的抗原表位，以该抗原物质刺激机体免疫系统，体内多个B细胞克隆被激活，产生含有针对不同抗原表位的免疫球蛋白，即~基因工程抗体（GEAb）：是利用DNA重组及蛋白工程技术，从基因水平对编码抗体的基因进行改造和装配，经导入适当的受体细胞后重新表达的抗体。
病原生物学与免疫学 第三十五章
一、抗原和抗体的体外检测 （三）抗原抗体反应的常见类型
（2）间接凝集反应 将可溶性抗原或抗体结合于某些颗粒载体表面，再与相应抗体或抗原进行 反应产生的凝集现象，称为间接凝集反应。常用的颗粒载体有红细胞、聚苯乙 烯乳胶颗粒等。若将抗体结合于颗粒载体上检测未知抗原，则称为反向间接凝 集反应。
第一节 免疫学诊断
一、抗原和抗体的体外检测
（三）抗原抗体反应的常见类型
（4）放射免疫测定法 放射免疫测定法（radioimmunoassay，RIA）是用放射性核素标记抗原 或抗体进行的免疫学检测技术，常用于微量物质（如胰岛素、生长激素、甲状 腺激素及IgE等）的测定。
第一节 免疫学诊断
二、免疫细胞的测定
第二节 免疫预防
一、人工主动免疫
人工主动免疫是指给机体接种疫苗或类毒素等抗原物质，刺激机体
产生特异性免疫应答而获得免疫力的方法，也称为预防接种。国际上 将用于人工主动免疫的生物制品（如细菌. 性制剂、病毒性制剂及类毒 素等）统称为疫苗。
第二节 免疫预防
一、人工主动免疫
（一）疫苗
1．减毒活疫苗 减毒活疫苗是用减毒或无毒的活病原微生物制成。常用的有卡介苗，麻疹、
一、抗原和抗体的体外检测
（三）抗原抗体反应的常见类型 2．沉淀反应 可溶性抗原与相应抗体在一定条件下结合后，出现肉眼可见的沉淀 物，称为沉淀反应。常用的有单向琼脂扩散、双向琼脂扩散、对流免疫 电泳。
第一节 免疫学诊断
一、抗原和抗体的体外检测
（三）抗原抗体反应的常见类型
（1）单向琼脂扩散试验 将已知特异性抗体均匀混合于溶化的琼脂中，浇制成琼脂板，间隔适当的 距离打孔并在孔中加入待测抗原，使抗原向孔周围自由扩散。抗原与琼脂中的 抗体相遇，并在比例合适处结合形成沉淀圈。沉淀圈的直径与抗原浓度相关， 可从标准曲线中查出样品中抗原的含量。本法为定量试验，可用于血清中免疫 球蛋白、补体C3及AFP等的测定。
抗原抗体反应知识讲义PPT(63张)
特异性示意图
*交叉反应(cross reaction) 两种不同的抗原 物质具有部分相同或类似结构的抗原决定簇
(共同抗原)，则可与彼此相应的抗体反应。
二、比例性（proportionality）
*最适比:是指抗原与抗体发生可见反应，需遵循 一定的量比关系，只有当二者浓度比例适当时， 才出现可见反应。
1．抗原决定簇又称表位（epitope），是指抗原性物质 表面决定该抗原特异性的特殊化学基团，是免疫应答和免 疫反应具有特异性的物质基础。
2．抗原决定簇是很小的，其大小相当于相应抗体的 结合部位，它们可由5-7个氨基酸、单糖或核苷酸残基组成。
3．抗原结合价：是指能与抗体分子结合的抗原决定 簇的总数。每一种半抗原可理解为单一的抗原决定簇，而 天然抗原含有很多不同的抗原决定簇，它是带有大量多种 "天然"半抗原的大分子。
应速度快，几秒钟或几分钟即可完成，但不 出现肉眼可见反应。
第二阶段为可见阶段，表现为凝集、沉淀、
补体结合等反应，本阶段有两个特点，一是 反应进行慢，需要几分钟、几十分钟或更长。 其二是受电解质、温度、酸碱度等多种因素 影响。
二、基本条件：
结合力 亲和力和亲合力 亲水胶体转化为疏水胶体
一、抗原抗体结合力
• 当抗原与抗体结合后，表面电荷减少，水化 层变薄；而且由于抗原抗体复合物形成后， 与水接触的表面积减少，由亲水胶体转化为 疏水胶体。
• 在电解质作用下，各疏水胶体之间靠拢，形 成可见的抗原抗体复合物。
亲水胶体转化为疏水胶体示意图
转化
NaCl
亲水胶体
疏水胶体
可见反应
第二节 抗原抗体反应的特点
特异性 比例性 可逆性 阶段性
絮状沉淀试验
体外抗原抗体反应特点
体外抗原抗体反应特点体外抗原抗体反应是指发生在体外的抗原与抗体之间的反应。
抗原是能够激发机体免疫应答的物质，而抗体则是机体对抗原产生的特异性免疫反应产物。
体外抗原抗体反应具有以下几个特点。
1. 特异性体外抗原抗体反应是高度特异性的反应。
抗体只与其识别的特定抗原结合，而不与其他无关物质发生反应。
这种特定性是由于抗原表面的结构和抗体识别决定的。
这种高度特异性的反应使得体外抗原抗体反应成为生物学及临床应用中重要的检测、诊断和治疗手段。
2. 亲和力体外抗原抗体反应具有亲和力，即抗体与抗原结合的强度。
抗体与抗原结合的能力又称为抗原抗体对的亲和性。
亲和力的大小取决于抗体与抗原之间的结合力，这种结合力受到多种因素的影响，包括抗体的结构和抗原表面的结构。
亲和力的强弱直接影响着抗原抗体反应的效果，高亲和力的抗体能够更有效地结合抗原。
3. 反应性体外抗原抗体反应具有反应性，即抗体对抗原靶标的识别和结合能力。
这种反应具有高度灵敏性，即使是非常低浓度的抗原，也能够被抗体准确地识别和结合。
这种反应性是机体免疫系统对抗病原体的保护作用的基础，也是体外诊断试剂盒中对病原体的检测的重要特征。
4. 反应速度体外抗原抗体反应具有较快的反应速度。
一旦抗体与抗原结合，便可迅速形成稳定的免疫复合物。
这种快速的反应速度使得体外抗原抗体反应成为临床检验的常用方法之一。
例如，在快速诊断试剂盒中，一旦抗原与抗体结合，可以通过颜色变化等方式迅速获得结果。
5. 可逆性体外抗原抗体反应是可逆的，即抗原与抗体结合、解离的过程是动态平衡的。
这种可逆性使得体外抗原抗体反应可以应用于各种实验和诊断方法中。
例如，在酶联免疫吸附试验（ELISA）中，通过洗涤可以将未结合的抗体去除，从而分离出结合的抗原。
总结起来，体外抗原抗体反应特点主要包括特异性、亲和力、反应性、反应速度和可逆性。
这些特点使得体外抗原抗体反应成为科学研究、生物技术开发以及临床应用中不可或缺的重要工具。
抗原抗体结合反应的概念
抗原抗体结合反应的概念抗原抗体结合反应是生物学中一种重要的免疫反应过程，也是免疫系统中一种非常关键的应答机制。
抗原抗体结合反应是指在体内或体外，抗原与抗体结合而产生的一系列生物化学或免疫学反应。
本文将从抗原和抗体的概念、抗原抗体结合的机制、应用以及相关的研究进展等方面进行详细介绍。
首先，我们来了解什么是抗原和抗体。
抗原是能够刺激机体免疫系统产生免疫应答的物质，通常为蛋白质、多糖、核酸等大分子化合物。
抗原可以分为外源性抗原和内源性抗原。
外源性抗原主要来自于微生物、细胞外病原体以及生物化学物质等，如病毒、细菌、真菌、寄生虫、过敏原等。
内源性抗原则包括体内细胞产生的异常蛋白、瘤标志物、组织移植抗原等。
抗体是由机体的B淋巴细胞分泌的一种特异性免疫球蛋白，能够特异性地与抗原结合。
抗原抗体结合反应的机制可以简单地概括为抗原与抗体之间的互相识别和配对。
抗原通过其表面的特定结构与抗体的抗原结合位点相互作用，形成稳定的抗原抗体复合物。
抗体分子由两个重链和两个轻链组成，每个链都有一个可与抗原结合的变异区域，即抗原结合位点。
抗体结合结构的多样性来自于变异区域的基因的重组和多样性的表达。
抗原抗体结合可以通过非共价相互作用如氢键、范德华力、疏水作用以及离子键等来稳定结合。
抗原抗体结合反应是高度特异的，即特定的抗原与特定的抗体相结合，而其他抗原和抗体则不能相互结合。
这种特异性是由于抗原结合位点和抗原表面结构之间的互补性决定的。
互补性是指抗原结合位点和抗原表面具有相容的形状、电荷和亲疏水性。
互补性决定了不同抗体对不同抗原的结合力和特异性。
抗体的结合力通常通过亲和力和价与抗原之间的相互作用来实现。
抗原抗体结合反应在生物学和医学领域有广泛的应用。
这种特异性反应可以用于检测和诊断疾病、研究生物分子的相互作用、分离纯化特定的细胞或化合物、制备医学、生物学和生物工程学等领域的试剂，以及生产疫苗等。
例如，酶联免疫吸附检测（ELISA）是一种常用的实验技术，基于抗原抗体结合反应，可用于检测血清中的抗体或抗原浓度。
抗原抗体反应及其应用
抗原抗体反应及其应用摘要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。
免疫印迹，又称蛋白质印迹（Western blotting），是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。
双转印法、天然电泳及western blot 分析等是最近几年出现的新型蛋白印迹技术。
单克隆抗体技术是20世纪后20年内最为重要的生物高技术之一。
单克隆抗体药物在肿瘤治疗、抗感染等方面具有重要的作用。
关键词抗原抗体反应、Western blotting、单克隆抗体技术一、抗原抗体反应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。
这种反应既可在机体内进行，也可以在机体外进行。
抗原抗体反应的过程是经过一系列的化学和物理变化，包括抗原抗体特异性结合和非特异性促凝聚两个阶段，以及由亲水胶体转为疏水胶体的变化[1]。
抗原是能够刺激机体产生（特异性）免疫应答，并能与免疫应答产物抗体和致敏淋巴细胞在体内外结合，发生免疫效应（特异性反应）的物质。
抗原表位是抗原上与抗体结合的区域。
蛋白质抗原的表位是由相邻的连续的或非连续的氨基酸序列形成的局部表面结构[2]，如图1所示。
抗体是指宿主对体内存在的外来分子、微生物或其他因子的应答而产生的蛋白质。
抗体主要由B淋巴细胞系的终末分化细胞-浆细胞产生，并且循环在血液和淋巴液中，在那里与抗原结合。
抗体是具有4条多肽链的对称结构，其中2条较长、相对分子量较大的相同的重链(H链)；2条较短、相对分子量较小的相同的轻链(L链)。
链间由二硫键和非共价键联结形成一个由4条多肽链构成的单体分子。
整个抗体分子可分为恒定区和可变区两部分。
抗体上与抗原表位结合的位点由重链和轻链的可变区构成[3]，如图2所示。
抗原抗体复合物通过大量非共价键连接。
某些免疫复合物中抗体或抗原的结构未发生改变，而另一些则出现巨大的构像改变。
研究抗原抗体复合物最有说服力的的方法是抗体-抗原共结晶的X射线衍射技术。
图1 抗原表位示意图图2 抗体结构示意图二、蛋白印迹技术免疫印迹，又称蛋白质印迹（Western blotting），是根据抗原抗体的特异性结合检测复杂样品中的某种蛋白的方法。
沉淀反应
沉淀反应沉淀反应特点：沉淀反应是指可溶性抗原和相应抗体在特定的条件下特异性结合所出现的沉淀现象。
沉淀反应中的抗原多为蛋白质、多糖、血清、毒素、核酸等可溶性的小分子物质。
一、概念可溶性抗原与其相应抗体特异结合，出现肉眼可见的免疫复合物，称为沉淀反应。
沉淀反应属于体外抗原抗体反应，其反应也分两个阶段：第一阶段位抗原抗体发生特异性结合，几秒到几十秒即可完成，出现可溶性小复合物，肉眼不可见；第二阶段为形成大的可见免疫复合物，如沉淀线、沉淀环等。
二、液相内的沉淀反应液相内的沉淀反应类型有絮状沉淀反应、环状沉淀反应和免疫浊度试验。
1、絮状沉淀反应在电解质溶液中，可溶性抗原与相应抗体特异性结合，当抗原和抗体分子比例合适的时，可形成絮状或颗粒状的不溶性沉淀物。
直接影响絮状沉淀的试验最重要的因素是抗原和抗体分子比例合适。
①抗原稀释法抗原进行一系列稀释与恒定浓度抗体反应②抗体稀释法抗体进行一系列稀释与恒定浓度抗原反应③方阵滴定法方阵滴定法即棋盘滴定法（二维的，既稀释抗原也稀释抗体）2、环状沉淀反应先将适量已知抗血清价值毛细玻璃管（2~3mm）底部，再沿管壁缓缓加入等体积待测样品溶液，使样品与抗血清分层清晰。
如果样品中有与已知抗体对应的可溶性抗原，会在两种液体的交界面出现白色沉淀环。
3、免疫浊度试验⑴原理：在特殊缓冲液中，分子比例合适的可溶性抗原与相应抗体形成抗原抗体复合物，使反应液出现浑浊，其浊度与免疫复合物的量成正比，利用光学测量仪器结合自动分析检测系统检测，并与一系列的标准品对照，即可计算出被检抗原或抗体的含量。
免疫浊度法按照仪器设计的不同，分为使用透射比浊仪的免疫透射比浊法和使用散射比浊仪的免疫散射法。
免疫浊度法可用于液体中的微量抗原、抗体及小分子半抗原（如药物等）的定量检测。
其优点是自动检测、操作简便快速、适合大批量标本检测、灵敏度高（可达毫微克水平）、且无放射性污染。
A、免疫透射比浊法原理及用途：当抗原抗体特异结合形成IC时，溶液浊度增加。
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%。
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体外
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3
第一节 抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应的特异性：基于抗原抗体两种 分子间的结构互补性和亲和性。
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4
反应分两个阶段
第一阶段：
Ag-Ab发生特异性结合
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第二阶段：
出现肉眼可见反应
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一、抗原抗体结合力
氢键结合力
静电引力 范德华力 疏水作用力 （最主要）
Ab
Ag
O
H
N
N
问答题： 1、有哪些因素可以影响抗原抗体反应？
抗原抗体反应最适合的环境条件是？ 2、抗原抗体反应有什么特点？ 3、抗原抗体的结合反应有哪些分子间作用力参与？
起主要作用的是哪种？ 4、前带与后带的区别与意义？
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影响因素：1、亲和力；2、环境因素
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第三节 影响抗原抗体反应的因素
一、反应物自身的因素 1、抗原：理化性状、表面抗原决定簇的种类 和数量 2、抗体：来源、与抗原合适的比例、特异性、 亲和力和亲合力
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第三节 影响抗原抗体反应的因素
二、反应环境条件 1、电解质:才能形成大块复合物 2、pH值 3、温度 4、适度的震荡
Ab Ag
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沉 淀 物 总 量
前带 等价带 后带
抗原浓度
等价点：最迅速出现可见反应时的抗原抗体的浓度比或量比。 带现象：因抗原抗体比例不合PPT适课件而不出现可见反应。 13
3、可逆性(reversibility)
[Ag] + [Ab]
[AgAb]
[AgAb]结合常数） K=
[Ag][Ab]（解离常数）
补体参与的反应：抗原抗体复合物可激活、 固定补体，利用补体的溶细胞效应测定抗体 或抗原。
中和反应：病毒或外毒素。
免疫标记技术：用荧光素、放射性物质、 酶、胶体金、生物素等标记抗原或抗体,以检 测相应的抗体或抗原。
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思考题
名词解释： 等价带、带现象、前带、后带、抗体的亲和力与亲合力
第七章 抗原抗体反应
（2009级检验） 授课：微生物学与免疫学教研室 沈小波
目的要求
掌握：抗原抗体反应的原理及特点 前带、后带、亲合性、亲合力的概念
熟悉：影响抗原抗体反应的因素 了解：抗原抗体反应的基本类型
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2
抗原（Antigen）
Ag 抗体(Antibody)
Ab Ag
Ab
体内
抗原抗体反应----抗原与相应抗体的特异性结 合反应
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第四节 抗原抗体反应的类型
凝集反应
沉淀反应
补体参与的抗原抗体反应
中和反应
免疫标记技术
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抗原抗体反应的类型
沉淀反应： 可溶性抗原 适量电解质 相应抗体
凝集反应：
肉眼可见的 沉淀反应
颗粒性抗原 适量电解质 肉眼可见的凝集块 相应的抗体
（可溶性抗原吸附于与免疫无关的颗粒性载体上）
Keq =
104
Affinity
106 Avidity
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1010 Avidity
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第二节 抗原抗体反应的特点
特异性 比例性 可逆性
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1、高度特异性（specificity)
抗原抗体反应的特 异性是指抗原分子上的 抗原决定簇和抗体分子 超变区结合的特异性， 由这两个分子间空间结 构的互补性决定。
H
O
-
+
+-
+-
H2O
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二、抗原抗体的亲和性和亲和力
Ab1
Ab1
在抗原和抗体分子一方 在抗原和抗体分子均以双效
或双方均以单效价存在 价或多效价存在的情况下，
的情况下，两者之间的 两者之间的结合力——亲合
结合力——亲和性
力（多价优势）
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亲合力
• 多个抗原决定簇与多价抗体间的总结合力
Ab
Ag
抗原决定簇
抗 原
抗体
CDR
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交叉反应
——两种不同的抗原具有部分相同或类 似结构的抗原决定簇，可与彼此相应的 抗血清（抗体）发生反应。
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2、比例性(proportionality)
抗原与抗体发生可见反应需要一定的量 比关系，只有二者浓度比例适当时，才形成 较大的抗原抗体结合物。