常见抗原抗体反应种类
免疫学中的抗原抗体反应
免疫学中的抗原抗体反应免疫学是研究机体对抗病原微生物和其他异物的防御机制及其调节的学科。
而抗原抗体反应则是免疫学领域中最为基础和重要的理论之一。
本文将探讨免疫学中的抗原抗体反应，对抗原抗体反应的组成、结构和功能进行详细的讲解，以期让读者对这一免疫学理论有更加深入的认识。
一、抗原抗体反应的组成抗原是指能够诱导机体免疫应答的物质，包括病原微生物的分子、细胞成分、内源性物质和外源性物质（如药物、化学物质等）。
抗体则是机体免疫系统产生的一类可溶性免疫蛋白，能够结合特定抗原并诱导一系列效应。
抗原抗体反应指的是抗原与其特异性抗体相互作用的过程，进而形成不同形态的复合物或者涉及到特定效应细胞的激活。
抗原与抗体结合的过程通常是一个高度特异性的过程，只有抗体能够识别并与抗原相互结合。
而抗原抗体反应也就是由这种特异性的物理化学互作用而诱导的。
二、抗原抗体反应的结构抗原抗体反应的产生与复杂的抗体分子的结构密切相关。
一般来说，抗体是一类Y型的结构，具有两个相同的轻链和两个相同的重链组成。
这种基本的结构通过具有不同类别的结构域和伸长段的重构和变形而形成了不同的抗体类别和亚类别，从而使得它们在特定抗原分子结构的识别和结合上具有多样性和复杂性。
除此之外，抗体还可以通过分子间交联形成更大的复合物，包括不仅是单分子的聚合体（如二聚体、六聚体等），还可能是跨分子的聚合体（如IgM天然免疫球蛋白等）。
三、抗原抗体反应的功能抗原抗体反应在机体免疫防御中发挥了多种功能。
其中最为显著的是导致抗原被清除的作用。
在体内，免疫攻击的目标通常是病原微生物和其他异物，这些病原体和异物表面都有一些特定的抗原分子，这些抗原分子能够与机体免疫系统中的抗体特异结合并诱导特定的细胞和分子效应。
当抗体与病原体或异物表面的抗原结合时，抗体就会形成一个复合物，这个复合物能够承载胆固醇、细胞因子、补体成分等。
通过这些载体，抗体就能够引起运输到肝脏和脾脏的粒细胞被激活从而清除病原体和异物。
免疫血清学技术
直接凝集试验： 玻片法：鸡白痢玻片凝集 试管法：布氏杆菌试管凝集 间接凝集试验：
间接血凝试验：猪瘟间接血凝试验
乳胶凝集试验：猪伪狂犬病乳胶凝集试验 协同凝集试验：
SPA +
Ab
SPA-Ab +
Ag
SPA-Ab-Ag
2. 沉淀试验：
可溶性抗原（毒素、病毒、细菌裂解液）与相应抗体结合, 在电解质 存 在情况下，产生可见的沉淀物。
补体结合反应的基本原理
Ag + Ab
Ag Ab +
C
Ag Ab C
Ag?
Ab
Ag+ Ab
C C
E E H
+ 不溶血
H
Ag-
Ab
Ag-
Ab 溶血
C
C
E H
E
H
五、
中和试验
抗原和相应抗血清按适当比例混合作用后可被中和而失去
毒力，接种实验动物、组织细胞、鸡胚而不出现致病作用。
1. 终点法中和试验（End-point neutralizing test）:
Reed 法Muench 计算半数致死量（LD50）。
2. 空班减少试验 ( Plague reduction test)：
应用空斑技术使空斑数减少50%的血清量作为中和滴度。
将已知空斑单位（PFU）的病毒稀释成每一接种剂量含 100 PFU，加等量递进稀释的血清，37 ℃ 1h 。接种细胞后， 覆盖琼脂，培养数天后，计算空斑数，计算血清的中和滴度。
（3）免疫电泳技术 琼脂双扩散与电泳技术结合而成。
包括：免疫电泳
对流免疫电泳 火箭电泳
+
Ag Ab
Ag
Ab
免疫--抗原抗体反应
Avidity
• The overall strength of binding between an Ag with many determinants and multivalent Abs
Keq =
104
Affinity
106 Avidity
1010 Avidity
抗原抗体亲合力示意图
三、亲水胶体转化为疏水胶体
（三）绞链区
在IgＧ，IgＡ的CH1与CH2之间的区域称为绞链 区。
此区域含有大量脯氨酸，富有弹性及伸展性， 能使抗体分子与不同距离的抗原决定簇结合， 也利于暴露Ig分子上的补体C1q结合点而激活 补体。
第一节 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。 物质基础:
抗原 + 抗体
(亲水胶体) (亲水胶体)
抗原抗体复合物电解质 可见反应 (疏水胶体)
第二节 抗原抗体反应的特点
特异性 比例性
可逆性 阶段性
一、特异性
特异性：抗原与抗 体结合反应的专一 性
分子基础:抗原表位与抗体 分子高变区之间空间构型的 互补性
抗原抗体反应特异性示意图
交叉反应（cross reactions）
电解质: 生理盐水或缓冲液 酸碱度: pH6～pH9 温 度: 15℃～40℃，37℃最适
第四节 免疫学检测技术的类型
反应类型
实验技术
凝集反应 直接凝集试验
间接凝集试验
抗球蛋白试验
沉淀反应 液相沉淀试验
免疫电泳技术 补体参与 补体溶血试验 的反应
补体结合试验
结果判断 观察凝集现象 同上 同上 观察沉淀，检测浊度 观察扫描沉淀峰、沉淀弧 观察测定溶血现象
抗原抗体反应
Homogenous （均相测定）
Ab *＋Ag → Ab*Ag ＋ Ab* Ab ＋Ag * → AbAg * ＋ Ag* Ab*Ag ＋ Ab* AbAg * ＋ Ag* —不需分离，但Ab*/Ag*酶需失活 例：enzyme-multiplied immunoassay tecnique (EMIT,酶扩大免疫测定技术) clonedenzymedonorimmmunoassay (CEDIA) (克隆酶供体免疫测定)
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 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）
Conjugate的制备
1、戊二醛交联法（一步/二步） 酶-NH2 O=C-H 酶-N=CH | | + （CH2)3 —— CH3 | | 抗体-NH2 O=C-H 抗体-N=CH 2、过碘酸钠法
利用过碘酸钠将酶蛋白分子中与酶活性无关的多糖分子的 羟基氧化——成活泼的醛基 + 抗体蛋白游离氨基形成— Schiffs碱而交联
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）
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。
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
第一节 抗原抗体反应原理
抗原抗体结合反应是抗原决定簇和抗体分子 超变区之间的相互作用，是一种分子表面的特异 的可逆的弱结合力。这些弱结合力只能在极短距 离内才能发生效应。因此抗原抗体结合反应的最 重要的先决条件是抗原与抗体间的特定部位的空 间结构必须相互吻合，具有互补性;其次，抗原 决定簇与抗体超变区必须紧密接触，才能有足够 的结合力，使抗原抗体分子结合在一起。
抗原抗体反应
抗原与相应抗体的特异性结合反应称为抗 原抗体反应(antigen-antibody reaction)。抗 原抗体反应既可在体内作为体液免疫应答的效 应机制自然发生，也可在体外作为免疫学实验 的结果出现。在体内，可表现为溶菌、杀菌、 促进吞噬或中和毒素等作用，有时亦可引起免 疫病理损伤，在体外，依相应抗原物理性状 (颗粒状或可溶性)以及反应的条件 (电解质、补 体等)不同，可出现凝集、沉淀、细胞溶解和补 体结合等反应。
亲和力与亲和性有关，也与抗体的结合价 和抗原的有效决定簇数目相关。例如，IgG为 两价，其亲和力为单价的l03倍;而IgM为5～10 价;其亲和力为单价的107倍。亲和力越大，抗 原抗体结合越牢固。而在单克隆抗体反应系统 中，只有某些决定簇起作用，因此，单克隆抗 体与相应抗原的亲和力相对较弱。
抗体与抗原结合是可逆的反应，在平衡对其亲 和常数 K= 抗原抗体复合物浓度 游离抗原浓度×游离抗体浓度 K代表抗体结合抗原的亲和力。K值大的抗 体与抗原牢固结合，不易解离，称该抗体有高 亲和力。
第二节 抗原抗体反应的特点
一、特 异 性
特异性 (speecificity)是指任何一种抗原分 子，只能与由它刺激所产生的抗体结合而起反 应的专一性能。特异性是抗原抗体反应的最重 要特征之一，是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。抗体分子N 端可变区形成大小约为3nm×1.5nm×0.7nm 的槽沟，其中超变区氨基酸残基的变异性使槽 形状千变万化，只有与其空间结构互补的抗原 决定簇才能如楔状嵌入，其关系如锁和钥匙， 因此，抗原抗体结合反应具有高度特异性。
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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常见抗原抗体反应种类
引言：
抗原抗体反应是生物学研究中的重要领域，它涉及到免疫系统的功能与调节机制。
在这篇文章中，我们将介绍一些常见的抗原抗体反应种类，包括沉淀反应、凝集反应、中和反应、荧光反应和免疫组化。
一、沉淀反应
沉淀反应是指当抗原与抗体结合后，形成可见的沉淀物。
这种反应通常发生在溶液中，例如在免疫沉淀试验中。
通过加入沉淀剂，如聚乙二醇，可以促使抗原和抗体结合形成沉淀物。
沉淀反应的结果可以通过肉眼观察或显微镜观察来确定。
二、凝集反应
凝集反应是指抗原与抗体结合后，形成可见的凝集物。
这种反应通常发生在液体中，如血清凝集试验中。
当抗原与抗体结合后，它们会形成凝集物，这些凝集物可以通过肉眼观察或显微镜观察来确定。
凝集反应在临床诊断中具有重要的应用价值，可以用于检测特定疾病的诊断和监测。
三、中和反应
中和反应是指抗体与抗原结合后，阻止抗原的活性或入侵机体。
这种反应通常发生在体内，例如针对病毒或细菌的中和抗体。
当中和
抗体与病原体结合后，它们可以阻止病原体进入或感染宿主细胞。
中和反应是免疫系统中重要的防御机制，对于预防病毒感染和细菌感染具有重要意义。
四、荧光反应
荧光反应是指通过使用荧光标记的抗体来检测特定抗原。
在荧光免疫分析中，荧光染料被标记在抗体上，当这些荧光标记的抗体与目标抗原结合时，可以通过荧光显微镜观察到荧光信号。
荧光反应在生物医学研究中具有广泛的应用，可以用于检测抗原的存在和定位。
五、免疫组化
免疫组化是指通过使用特异性抗体来检测组织中的特定分子。
在免疫组化实验中，组织样本被固定和切片，然后与特异性抗体结合。
通过使用染色剂或荧光标记的二抗来检测抗原-抗体结合，可以观察到抗原在组织中的位置和表达水平。
免疫组化广泛应用于疾病诊断和医学研究领域。
结论：
抗原抗体反应是免疫系统中重要的功能机制，涉及到多种反应类型。
沉淀反应、凝集反应、中和反应、荧光反应和免疫组化是常见的抗原抗体反应种类。
这些反应不仅在基础科学研究中有重要应用，也在临床诊断和医学研究中具有广泛的应用前景。
进一步的研究和应用将有助于深入了解免疫系统的功能和调节机制，为疾病诊断和治疗提供更有效的手段。