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。
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
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）
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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。
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应是一种免疫学相关的生物分子相互作用过程，其中抗原指的是刺激免疫系统产生抗体的分子，而抗体则是由免疫系统产生的一类蛋白质。
抗原抗体反应的原理是基于抗原与抗体之间的特异性相互作用。
抗原通常是一种能够识别并与抗体结合的分子，可以是蛋白质、多糖或小分子化合物等。
抗体则是由身体免疫系统产生的一类高度特异性的蛋白质，由B淋巴细胞分泌。
抗体的产生是通
过体内的抗原刺激，促使B细胞分化成浆细胞，从而产生大
量的抗体。
抗原抗体反应发生的过程可以分为三个关键步骤：识别、结合和效应。
首先，抗体通过其变量区域中的抗原结合位点（paratope）与
特定的抗原上的抗原决定簇（epitope）相互识别。
这种识别是基于抗原决定簇的三维结构与抗体变量区域的互补性。
然后，一旦抗原与抗体成功结合，它们形成一个稳定的抗原抗体复合物。
这个过程是可逆的，可以通过改变温度、pH或离
子强度等条件来解离复合物。
最后，抗原抗体复合物的形成可以引发一系列生物学效应。
这些效应包括沉淀、凝集、激活免疫细胞、中和毒素、抑制病原体侵入等。
抗原抗体反应在免疫识别、免疫应答和免疫调控等重要的免疫过程中起着关键的作用。
总的来说，抗原抗体反应的原理是基于抗原与抗体之间高度特异性的结合。
这种相互作用是通过抗体的变量区域与抗原的决定簇的互补性来实现的。
抗原抗体反应的理解对于诊断和治疗疾病，以及研究免疫反应机制等方面具有重要意义。
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。
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%。
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。
抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应的原理抗原抗体反应是机体免疫系统对外来抗原的一种特异性识别和应答过程。
抗原是一种能够诱导机体产生特异性抗体的物质，可以是微生物、细胞、蛋白质、多糖或化学物质等。
而抗体则是机体免疫系统产生的一种特异性蛋白质，能够与抗原结合并介导一系列免疫反应，包括中和、沉淀、凝集、激活补体等。
抗原抗体反应的原理主要包括抗原的识别、抗体的产生和抗原抗体结合的效应。
首先，抗原的识别是抗原抗体反应的基础。
机体免疫系统能够通过其表面的抗原识别受体，即B细胞受体和T细胞受体，对抗原进行特异性识别。
B细胞受体是膜上的抗体分子，能够直接与溶解在体液中的抗原结合，而T细胞受体则是膜上的T细胞受体，只能与抗原在抗原呈递细胞表面的MHC分子上结合。
当抗原与B细胞受体或T细胞受体结合时，就会激活相应的B细胞或T细胞，从而引发免疫应答。
其次，抗体的产生是抗原抗体反应的关键环节。
当机体免疫系统识别到抗原后，激活的B细胞会开始分泌抗体。
抗体是一种Y形结构的蛋白质，由两条重链和两条轻链组成。
每种抗体都能够与特定的抗原结合，形成抗原抗体复合物。
机体免疫系统通过不断变异和筛选，最终产生能够高效结合抗原的抗体，从而实现对抗原的特异性识别和清除。
最后，抗原抗体结合会引发一系列效应，包括中和、沉淀、凝集、激活补体等。
抗原抗体结合后，可形成稳定的抗原抗体复合物，这些复合物能够激活一系列免疫效应分子，如补体系统、炎症介质等，从而引发一系列免疫反应，包括细胞毒性、炎症反应等，最终清除抗原。
总之，抗原抗体反应是机体免疫系统对外来抗原的一种特异性识别和应答过程，其原理包括抗原的识别、抗体的产生和抗原抗体结合的效应。
深入理解抗原抗体反应的原理，有助于我们更好地认识免疫系统的功能和机制，为疾病的预防和治疗提供理论基础。
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
抗原抗体反应的原理及应用
抗原抗体反应的原理及应用1. 前言抗原抗体反应是生物学中一种重要的免疫反应，通过抗原与抗体之间的特异性相互作用来产生特定的免疫应答。
它具有广泛的应用价值，在医学诊断、药物研发、免疫学研究等领域发挥着重要作用。
2. 抗原抗体反应的原理抗原抗体反应是基于抗原与抗体之间的特异性结合。
抗原通常是一种分子（如蛋白质、糖类、药物等），具有一定的结构特征。
抗体是由机体免疫系统产生的一种蛋白质，具有高度的特异性，能够与特定的抗原结合并形成抗原-抗体复合物。
抗原-抗体反应的原理主要包括两个步骤：抗原识别和抗原结合。
在抗原识别阶段，抗体与抗原的特异性结合是由两者间的非共价作用力所驱动的，主要包括电荷作用力、范德华力、疏水作用力等。
在抗原结合阶段，抗体通过其抗原结合位点与抗原的特定表位结合，形成稳定的抗原-抗体复合物。
3. 抗原抗体反应的应用抗原抗体反应在医学诊断、药物研发和免疫学研究中具有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用领域：3.1 医学诊断抗原抗体反应是一种重要的诊断方法，可以用于检测和诊断疾病。
常见的医学诊断方法包括ELISA、免疫组织化学和免疫荧光等。
以ELISA为例，通过将待测抗原与已知抗体结合，再通过酶标记技术来检测抗原-抗体复合物的形成，从而判断待测样品中是否含有目标抗原。
3.2 药物研发抗原抗体反应在药物研发中发挥着重要作用。
通过研究药物与特定抗原的相互作用，可以评估药物的抗原性和免疫原性。
同时，抗体也被广泛应用于药物治疗中，例如单克隆抗体药物。
3.3 免疫学研究抗原抗体反应在免疫学研究中起着基础性的作用。
通过研究抗原与抗体的相互作用，可以深入了解免疫系统的功能和机制。
例如，通过生成特定的抗体来研究某一特定蛋白在免疫应答中的作用。
3.4 生物工程与生物技术抗原抗体反应在生物工程和生物技术领域也有重要应用。
例如，通过抗体工程技术可以对抗体进行改造和改进，以提高其识别和结合特异性。
此外，抗原抗体反应也被广泛应用于酶标记、荧光标记和放射性标记等技术中，用于检测和定量特定物质。
抗原抗体反应及其应用
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)
(沉淀)
二、抗原抗体反应的类型
15
抗原抗体反应的类型
反应类型 沉淀反应 凝集反应 补体参与反应 中和反应 免疫标记
抗原 可溶 颗粒 细胞 毒素等 标记
抗体 无标记 无标记 无标记 无标记 或 标记
补体 无 无 有 无 无
副流感病毒
23
2、放射免疫技术及其应用
用放射性同位素标记技术来检测抗原抗体反应的高灵敏度方法。 反应特点：灵敏，精确；不稳定 ；安全性差
标记Ag或Ab
标记物纯化
抗原抗体反应
现临床实验室 应用较少
测定其放射活性
抗原抗体复合物沉淀
广泛应用于生物医学研究和临床诊断领域中各种微量蛋白质、激素、 小分子药物和肿瘤标志物的定量分析等
Ab - Ag
洗涤 Ab酶
Ab - Ag - Ab酶
② 间接夹心法
Ag 酶标板吸附抗体
Ab － Ag 1Ab
洗涤 2Ab酶
Ab －Ag－1Ab－ 2Ab酶
Ab － Ag－ 1Ab 底物
显色反应
28
酶联免疫吸附实验——夹心法
29
3、酶免疫技术的应用
ELISA 应用的范围很广，而且正在不断地扩大。 临床实验室主要应用于： 1、传染病的诊断，病毒如病毒性肝炎（甲肝抗体、乙肝三对、 丙肝抗体、丁肝抗体、戊肝抗体）、风疹病毒、疱疹病毒、轮 状病毒等； 2、细菌如结核杆菌、幽门螺杆菌等； 3、也用于一些蛋白质的检测，如各种免疫球蛋白、补体、肿 瘤标志物（甲胎蛋白、癌胚抗原、前列腺特异性抗原等）
13
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。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 见的抗原抗体复合物。
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机体对外来抗原的特异性免疫反应，是免疫系统对抗原的一种保护性反应。
在这一过程中，抗原与抗体结合，从而触发一系列免疫反应，保护机体免受外来病原体的侵害。
抗原抗体反应的原理涉及到抗原和抗体的结构、相互作用以及免疫反应的调节等方面。
首先，抗原是一种能够诱导机体产生抗体的物质，可以是蛋白质、多糖、脂质等。
抗原通常具有一定的分子特异性，能够被机体的免疫系统所识别。
抗原通常被抗体所识别并结合，从而引发免疫反应。
抗体是机体对抗原产生的一种特异性蛋白质，由B细胞产生。
抗体的结构包括两条重链和两条轻链，通过二硫键连接成Y形结构。
抗体的结构决定了其与抗原的特异性结合，这种结合是通过抗原与抗体的互补决定区域相互作用而实现的。
抗原抗体反应的原理在于抗原与抗体的特异性结合。
当抗原与抗体结合时，会发生一系列的生物化学反应，包括激活补体系统、调节炎症反应、促进巨噬细胞的吞噬等。
这些反应共同作用，最终达到清除抗原的目的。
此外，抗原抗体反应还包括免疫记忆和免疫调节等过程。
一旦机体接触到抗原，免疫系统会产生特异性的记忆细胞，使得再次接触同一抗原时，机体能够更快速、更有效地产生抗体，从而加强免疫应答。
免疫调节则是指机体对免疫应答的调控，保持免疫系统的平衡状态，避免过度的免疫反应对机体造成伤害。
总的来说，抗原抗体反应的原理涉及到抗原与抗体的特异性结合，以及免疫反应的调节和记忆等过程。
这一反应是机体对外来抗原的一种保护性反应，对维持机体的免疫平衡具有重要意义。
对抗原抗体反应的深入研究，有助于更好地理解免疫系统的功能，为免疫相关疾病的治疗和预防提供理论基础。
抗原抗体反应
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，能的大小取决于方向即氢
键具有高度的方向性，因此范德华力更具有特
异性。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
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。
一、抗原抗体结合力
❖
抗原和抗体的结合虽然是互补性的特异性
结合，但并不形成牢固的共价键，只是通 过非共价
键结合，结合方式类似蛋白质和细胞受体或酶与底
物之间的结合。抗原与抗体这种弱的结合力涉及下
列几种分子间的作用力。
l. 静电引力
❖ ×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。
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。当抗原与
❖
实验证明，在同一抗原抗体反应系统
中，不管抗原和抗体浓度如何变化，其沉淀反
❖ 比例性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。以沉淀反应为例，在加入固定量抗体的一 排试管中再依次加入一定体积的递增浓度的抗原进行 反应时，发现随着抗原浓度的增加，沉淀很快大量出 现，但超过一定范围之后，沉淀速度和沉淀量随抗原 浓度增加反而迅速降低，甚至到最后不出现沉淀。沉 淀反应的速度反映了参加反应的抗原和抗体浓度的适 合程度，适合程度高反应快，反之则慢。通常把最迅 速出现沉淀时的抗原抗体的浓度比或量比称为抗原抗 体反应的最适比。
免疫学中的抗原与抗体反应
免疫学中的抗原与抗体反应在我们身体内，有无数种细胞在不停地工作着，保护我们免受疾病的侵害。
其中最重要的工作者，便是我们的免疫系统。
免疫系统的功能是通过对外来病原体(如细菌、病毒等)的识别和攻击，来保护身体抵御疾病的侵害。
而在免疫系统中，抗原与抗体反应是非常重要的一个概念和过程。
所谓的抗原，是指一些外来物质，例如细菌、病毒、真菌、过敏原、异种细胞等。
当这些抗原侵入人体，触发身体免疫应答的时候，身体会产生一种叫做抗体的物质，来作为对这些抗原的应对。
抗体是由身体内一种叫做B淋巴细胞产生的特殊蛋白质，也称为免疫球蛋白。
下文中我们简写为Ig。
Ig蛋白分子具有高度多样性。
这意味着，人类体内可以产生一千亿多种不同类型的Ig，分别对应着不同类型的抗原。
当身体遇到某种抗原时，体内的Ig会与它结合，从而导致该抗原被清除。
而这种Ig与抗原的结合过程，正是抗原与抗体反应。
Ig蛋白分子结构的多样性是来源于其基因的多样性，基因的多样性是通过基因重新组合和基因突变来产生的。
人类体内有约30万个B淋巴细胞，每个淋巴细胞都能够产生不同的Ig，这种多样性使得身体能够应对各种不同类型的病菌。
当人体初次接触到某种抗原时，Ig的结合可能并不很紧密和完美。
但是随着身体内的分泌系统不断的刺激和多次遇到相同的抗原，Ig能够逐渐变得更优化和完美，从而提高对抗原的辨识能力和清除能力。
这种能力的不断提高，正是我们身体具备了免疫性。
当人类体内接触到某种抗原后，Ig的产生是需要时间的。
一开始，身体内的通用性抗体(IgM)会被产生出来。
随着时间的推移，身体会逐渐产生出针对该抗原的各种类型的抗体(IgG)。
在身体内，IgM的产生通常是硬生生地把病原体捆上，而IgG的产生则是通过对上次或上次上次遇到的抗原的记忆，从而更好地针对该抗原进行清除。
这就是身体对抗原的记忆能力，同时也是免疫系统的主要特点之一。
当人类再次遇到某种抗原时，身体内可以迅速针对该抗原产生抗体，从而抵御病原体的入侵。
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免疫学检测抗原抗体反应(antigen-antibody reaction)是指抗原与相应抗体所发生的特异性结合反应。
抗原抗体反应的特点（一）特异性抗原抗体的结合本质是抗原决定簇与抗体超变区的结合。
抗原决定簇与抗体超变区在一级结构和空间构型上呈互补关系，所以它们的结合具有高度特异性。
抗原抗体结合力的大小，常用亲和力（affinity）或亲合力（avidity）来表示，前者指抗体分子上一个抗原结合部位与相应的抗原决定基之间的结合强度，后者指一个抗体分子与整个抗原之间的结合强度。
抗原与抗体的结合为非共价的可逆结合，它们空间构象的互补程度不同，结合力强弱也不同，互补程度越高，亲和力越高。
（二）可逆性抗原抗体结合反应不是化学反应，而是非共价键的结合。
4种分子间引力参与了抗原抗体间的结合，分别是静电引力、范德华力、氢键结合力和疏水作用。
抗体和抗原之间的亲和力源自抗体超变区和抗原决定簇在空间构型上的互补性。
抗原和抗体分子均是极性分子，反应温度、酸碱度和离子浓度对它们的极性有重要影响，从而影响着两者的空间构型和亲和力。
抗原抗体结合反应是可逆反应。
正向反应产物是抗原抗体复合物，复合物解离则是逆向反应。
（三）抗原和抗体的浓度及合适比例抗原和抗体的浓度及合适比例是可见现象能否出现的关键。
当比例不合适时，少量的小分子抗原抗体复合物停留在反应的第一阶段，不能进一步交联和聚集，故不出现肉眼可见的现象。
一般用电解质溶液来调整抗原和抗体的浓度，使两者的比例合适。
（四）抗原抗体反应的阶段性抗原抗体反应的过程可分为两个阶段。
第一阶段是抗原抗体发生特异性结合，此阶段的抗原抗体复合物量很少，分子小，肉眼看不见。
当抗原抗体比例合适并且具备一定的环境因素(如电解质、pH、温度、补体)时，抗原抗体复合物进一步交联和聚集，反应也进入第二阶段，即可见反应阶段。
第二阶段的抗原抗体复合物可以出现凝集、沉淀等肉眼可见的现象，还可激活补体，引发溶菌、溶血等现象。
影响抗原抗体反应的主要因素（1）电解质抗原与抗体发生特异性结合后，若没有电解质参加，也不出现可见反应。
为了促使沉淀物或凝集物的形成，体外抗原抗体反应一般在生理盐水或缓冲液中进行。
（2）酸碱度抗原或抗体都是具有一定等电点的极性物质，pH 过高或过低都将影响它们的理化性质。
因此，抗原抗体反应一般在pH为6～8环境中进行。
当pH接近颗粒性抗原的等电点时，即使无相应抗体存在，颗粒性抗原也会发生非特异性凝集，出现假阳性反应。
（3）温度在一定范围内，温度升高可加速分子运动，抗原与抗体碰撞机会增多，反应得以加速。
但若温度高于56℃，已结合的抗原抗体反而重新解离，甚至变性或破坏。
为模拟体内的真实状况，抗原抗体反应温度一般定为37℃。
每种试验都有自己的最适反应温度，有些实验必须在最适反应温度下进行。
例如冷凝集素与红细胞的结合需要在4℃左右进行，因为温度超过20℃时结合发生解离。
抗原抗体反应的4种基本类型（一）凝集反应(agglutination)颗粒性抗原（细胞、细菌等）或吸附于免疫无关载体上的可溶性抗原，与相应抗体结合后，在适量电解质的存在下，形成肉眼可见的凝集团块，此为凝集反应。
凝集反应既可测定抗原，也可测定抗体，方法简便、敏感，适用于各种颗粒性抗原、可溶性抗原和抗体的检测，且敏感度高于沉淀反应。
1、直接凝集反应 (direct agglutination)直接凝集是指细菌或红细胞（又叫凝集原）与相应抗体直接结合所产生的凝集现象，例如诊断伤寒、副伤寒病的肥达氏反应(Widal reaction)，用于血型鉴定的血细胞凝集试验。
2、间接凝集反应 (indirect agglutination)间接凝集是指可溶性抗原吸附在乳胶颗粒或红细胞等载体表面后（这个过程叫包被，又叫载体致敏），再与相应抗体结合，在适宜电解质存在的条件下，出现凝集现象。
例如用γ球蛋白包被的乳胶颗粒检测病人血清中的类风湿因子，用抗真菌抗体包被的胶乳颗粒快速检测脑脊液中的真菌。
在间接凝集反应中，常用的载体有动物或人的O型红细胞，细菌，多种惰性颗粒如聚苯乙烯胶乳颗粒、明胶颗粒、活性炭颗粒等。
用红细胞做载体称为间接血凝试验，用聚苯乙烯胶乳颗粒做载体称为胶乳凝集试验。
根据包被载体的物质不同，间接凝集试验分为2类。
一类是用抗原包被载体以检测抗体，叫正向间接凝集。
另一类是用抗体包被载体以检测抗原，叫反向间接凝集。
（1）间接血凝试验以红细胞为载体的间接凝集试验。
最常用的为绵羊、家兔、鸡的红细胞及O型人红细胞。
新鲜红细胞能吸附多糖类抗原，但吸附蛋白质抗原或抗体的能力较差。
新鲜红细胞经甲醛、戊二醛、丙酮醛等物质醛化后，对蛋白质抗原或抗体的吸附能力增强，并且可长期保存而不溶血。
醛化红细胞血凝反应的效果与新鲜红细胞相似。
（2）胶乳凝集试验以聚苯乙烯胶乳颗粒作为载体的间接凝集试验叫胶乳凝集试验。
聚苯乙烯胶乳颗粒带负电荷，对蛋白质分子有弱吸附能力。
现在常用的载体是带有化学活性基团的聚苯乙烯胶乳颗粒，例如羧化聚苯乙烯胶乳等。
在碳化二亚胺等交联剂的作用下，抗原或抗体上的氨基与胶乳上的羧基发生缩合反应，抗原或抗体被连接到胶乳颗粒表面。
（3）协同凝集试验(co-agglutination) 金黄色葡萄球菌的细胞壁中有一种蛋白质，叫SPA(staphylococcus protein A)，它能与IgG的Fc段结合。
利用这个特性可以将IgG类抗体与葡萄球菌连接。
连接有IgG类抗体的葡萄球菌能与相应抗原发生凝集反应，这种反向间接凝集试验叫协同凝集试验。
（4）间接凝集抑制试验以正向间接凝集抑制试验为例（图14-1）：将标本先与已知抗体试剂反应，再加入已知抗原包被的载体。
若标本中不存在相同抗原，则已知抗体试剂未被结合，可继续与载体上的已知抗原结合而出现凝集；如标本中存在相同抗原，则凝集反应被抑制。
同理，可用已知抗原和已知抗体包被的载体来检测标本中的抗体，此时称反向间接凝集抑制试验。
（5）抗球蛋白试验 (antiglobulin test, Coombs test) IgG类抗体能与相应的颗粒性抗原牢固结合，但由于它只有两个结合价，分子又较小，故这种结合反应不出现凝集现象。
因此IgG类抗体被称为不完全抗体。
加入抗球蛋白抗体（第二抗体）后，它能够同红细胞表面的IgG抗体结合，使红细胞发生凝集。
这种通过抗球蛋白抗体的搭桥作用使红细胞凝集的试验叫抗球蛋白试验，又叫桥梁凝集试验。
它是由Coombs于1945年建立的，故称为Coombs试验。
该实验可以检测不完全抗体，广泛用于血液病及输血产生的抗体检测。
依据方法的不同又分为两种。
①直接Coombs试验：用于检测红细胞上的不完全抗体。
它将抗人球蛋白抗体加入致敏红细胞（表面已结合有不完全抗体）悬液中，与红细胞表面的不完全抗体结合，使红细胞发生凝集。
常用于新生儿溶血症、自身免疫性溶血症、特发性自身免疫性贫血等疾病检测。
②间接Coombs试验：用以检测血清中游离的不完全抗体。
方法是用红细胞预先吸收待检血清中的不完全抗体，再加入抗球蛋白抗体，红细胞就发生凝集。
间接Coombs试验多用于检测红细胞Rh血型系统的抗D抗体。
抗D抗体是Rh+红细胞的D抗原刺激机体后产生的IgG类抗体（不完全抗体），它可以同Rh+红细胞结合但不发生凝集。
用Rh+红细胞预先吸收母体血清中的抗D抗体，再加入抗IgG的抗体（抗球蛋白抗体），红细胞就发生凝集。
（二）沉淀反应(precipitation reaction)可溶性抗原与抗体结合，当两者比例合适时，在一定的介质中可出现不透明的沉淀物（即较大的不溶性免疫复合物）。
这种抗原抗体反应叫沉淀反应。
沉淀反应所用的介质主要有电解质和凝胶两种。
经典的沉淀反应是利用第二阶段出现的沉淀线或沉淀环等来判定结果，称为终点法；而免疫浊度法则是依据第一阶段免疫复合物的形成速率来判定结果，称为速率法。
凝胶内的沉淀反应（1）单向琼脂扩散试验(single agar diffusion) 是在含有抗体的琼脂板上打孔，将抗原加入小孔内，经一段时间的扩散后，在比例合适处抗原与抗体形成肉眼可见的以小孔为中心的白色沉淀环，环的直径与加入的抗原浓度成正相关，再与已知浓度抗原制作的标准曲线相比较即可求出未知抗原的量。
本方法常用于定量测定IgG、IgM、IgA和C3等。
（2）双向琼脂扩散试验(double agar diffusion) 方法是在琼脂板上间隔一定距离打孔，再在相邻的两孔分别加入抗原和抗体，它们各自向四周凝胶中扩散，一段时间后在两孔间比例合适处形成白色沉淀线。
根据沉淀线的数量、位置、形态等可以对抗原或抗体做定性或半定量分析（图14-2），还可分析两种抗原性质上的异同（图14-3）。
3、免疫电泳技术免疫电泳技术是电泳技术与沉淀反应的结合产物。
它有两大优点，一是加快了沉淀反应的速度，二是可利用电泳技术先分离蛋白质各组分，再分别与抗体反应，由此可对复杂蛋白质进行分析。
免疫电泳技术的种类很多如火箭电泳（rocket electrophoresis），对流免疫电泳(counter immunoelectrophoresis) ，免疫电泳(immunoelectrophoresis) ，免疫印迹法 (immunoblotting)（三）补体结合试验(complement fixation test，CFT)抗原抗体反应的产物是免疫复合物，它可以固定游离的补体，使补体失去溶解致敏红细胞的能力。
补体结合试验依据此特点，应用致敏红细胞做指示系统，来判断反应系统是否发生了抗原抗体反应。
该试验有5种成分参与，分属于3个系统：①反应系统，即已知的抗原(或抗体)与待测的抗体(或抗原)；②补体系统；③指示系统，即表面结合了溶血素的绵羊红细胞。
如果反应系统中存在待测的抗体(或抗原)，则抗原抗体发生结合后可固定补体；再加入指示系统时，由于反应液中已没有游离的补体而不出现溶血现象，此为补体结合试验阳性。
反之，为阴性。
补体结合试验早先多用于病原体检测、肿瘤相关抗原鉴定以及自身抗体检测等，但由于参与反应的成分多，影响因素复杂，重复性差，现已逐渐被其它方法取代。
（四）中和反应(neutralization reaction)有生物活性的抗原性物质（例如病毒、毒素、激素等）同抗体结合后，其生物活性会丧失，称为中和反应。
常用的有病毒中和试验(virus neutralization)。
原理是：病毒可以使培养细胞出现病变效应，结合了中和抗体的病毒则失去这种毒力。
将待检血清与病毒混合，再接种培养细胞，根据细胞病变效应的变化情况来判断病毒是否被中和，同时计算“中和指数”即可反映中和抗体的效价。
该试验可对病毒分型，也可检测患者血清中的抗病毒中和抗体。