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免疫学诊断技术概述 (4学时)
第一章 抗原抗体反应
检测抗原制备技术
1
第一节 抗原抗体反应的原理 第二节 抗原抗体反应的特点 第三节 影响抗原抗体反应的因素 第四节 免疫学检测技术的类型
2
第一节 抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应，主要是指抗原和抗体在体 外结合所表现的反应。由于抗体主要存在 于血清中，并且临床上多用血清做试验， 所以体外实验中的抗原抗体反应曾称作血 清学反应（serological reaction)。但 是随着免疫学的发展，血清学的含义已不 能概括目前的研究内容，现在多以抗原抗 体反应代替血清学反应一词。
合越牢固，越不易解离
环境因素对复合物的影响－pH、离子强度
19
三、比例性
Ag与Ab的结合常需适当比例才出现可见反 应，在最适比例时反应最明显； 这种现象可以用“格子学说”来解释： Ab(IgG)为二价，Ag通常为多价，只有Ag，Ab 结合形成大的复合物，肉眼才可见。
20
Myoglobin： 肌红蛋白
前带(prezone)：抗体过量 后带(postzone)：抗原过量 等价带(equivalence zone)：
抗原抗体比例合适 抗原抗体反应比例性示意图
24
四、阶段性
第一阶段：特异性结合阶段，反应快，不可见 第二阶段：反应可见阶段，反应慢，出现凝集、 沉淀和细胞溶解等现象
25
第三节 影响抗原抗体反应的因素
6
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。
7
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。
抗体结合部位 与抗原表位之 间结合的强度
Keq =
104
Avidity
106 Avidity
1010 Avidity
抗原抗体亲合力示意图
12
抗体与抗原结合是可逆的反应，在平衡时其
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。
9
10
二、抗原抗体的亲和力和亲合力
亲和力(affinity)
抗体分子上一个抗 原结合点与对应的 抗原决定簇之间相 适应而存在着的引 力，是抗原抗体间 固有的结合力
抗原抗体亲和力示意图
11
亲合力(avidity)
Avidity
• The overall strength of binding between an Ag with many determinants and multivalent Abs
格子学说
21
• 只有当Ag与Ab比例适当时，才能形成大的 复合物，比例不适当，就只能形成小的复合 物而抑制反应现象的出现，此所谓带现象；
• 前带现象：Ab过剩，Ag过少； 稀释Ab，凝集反应常见；
• 后带现象：Ag过剩，Ab过少； 稀释Ag、沉淀反应常见。
22
前带现象
后带现象
23Baidu Nhomakorabea
三、比例性
比例性：抗原与抗体 发生可见反应需遵循 一定的量比关系
抗原抗体结合力示意图
5
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。
13
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。
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。
8
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%。
交叉反应（cross reactions）
两种不同的抗原 分子具有部分相 同或类似结构的 抗原表位，可与 彼此相应的抗血 清发生反应
抗原抗体交叉反应示意图
18
二、可逆性
可逆性：抗原与相应抗体结合成复合物后，在 一定条件下又可解离为游离抗原与抗体的特性
影响因素： 抗体对相应抗原的亲合力－亲合力越高，结
14
三、亲水胶体转化为疏水胶体
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)
15
第二节 抗原抗体反应的特点
特异性 比例性
可逆性 阶段性
16
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17
Ag:Antigen
Ab:Antibody
3
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:
抗原表位与抗体高变区间的互补结合 抗原表位与抗体高变区的沟槽分子表 面的结合 抗原抗体之间的结合力 亲水胶体转化为疏水胶体
4
一、抗原抗体结合力
静电引力 （electrostatic forces） 范德华引力:作用最小 （van der Waals interactions） 氢键:最具特异性 （hydrogen bond ） 疏水作用力:作用最大 （hydrophobic interactions）
第一章 抗原抗体反应
检测抗原制备技术
1
第一节 抗原抗体反应的原理 第二节 抗原抗体反应的特点 第三节 影响抗原抗体反应的因素 第四节 免疫学检测技术的类型
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第一节 抗原抗体反应的原理
抗原抗体反应，主要是指抗原和抗体在体 外结合所表现的反应。由于抗体主要存在 于血清中，并且临床上多用血清做试验， 所以体外实验中的抗原抗体反应曾称作血 清学反应（serological reaction)。但 是随着免疫学的发展，血清学的含义已不 能概括目前的研究内容，现在多以抗原抗 体反应代替血清学反应一词。
合越牢固，越不易解离
环境因素对复合物的影响－pH、离子强度
19
三、比例性
Ag与Ab的结合常需适当比例才出现可见反 应，在最适比例时反应最明显； 这种现象可以用“格子学说”来解释： Ab(IgG)为二价，Ag通常为多价，只有Ag，Ab 结合形成大的复合物，肉眼才可见。
20
Myoglobin： 肌红蛋白
前带(prezone)：抗体过量 后带(postzone)：抗原过量 等价带(equivalence zone)：
抗原抗体比例合适 抗原抗体反应比例性示意图
24
四、阶段性
第一阶段：特异性结合阶段，反应快，不可见 第二阶段：反应可见阶段，反应慢，出现凝集、 沉淀和细胞溶解等现象
25
第三节 影响抗原抗体反应的因素
6
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。
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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。
抗体结合部位 与抗原表位之 间结合的强度
Keq =
104
Avidity
106 Avidity
1010 Avidity
抗原抗体亲合力示意图
12
抗体与抗原结合是可逆的反应，在平衡时其
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。
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10
二、抗原抗体的亲和力和亲合力
亲和力(affinity)
抗体分子上一个抗 原结合点与对应的 抗原决定簇之间相 适应而存在着的引 力，是抗原抗体间 固有的结合力
抗原抗体亲和力示意图
11
亲合力(avidity)
Avidity
• The overall strength of binding between an Ag with many determinants and multivalent Abs
格子学说
21
• 只有当Ag与Ab比例适当时，才能形成大的 复合物，比例不适当，就只能形成小的复合 物而抑制反应现象的出现，此所谓带现象；
• 前带现象：Ab过剩，Ag过少； 稀释Ab，凝集反应常见；
• 后带现象：Ag过剩，Ab过少； 稀释Ag、沉淀反应常见。
22
前带现象
后带现象
23Baidu Nhomakorabea
三、比例性
比例性：抗原与抗体 发生可见反应需遵循 一定的量比关系
抗原抗体结合力示意图
5
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。
13
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。
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。
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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%。
交叉反应（cross reactions）
两种不同的抗原 分子具有部分相 同或类似结构的 抗原表位，可与 彼此相应的抗血 清发生反应
抗原抗体交叉反应示意图
18
二、可逆性
可逆性：抗原与相应抗体结合成复合物后，在 一定条件下又可解离为游离抗原与抗体的特性
影响因素： 抗体对相应抗原的亲合力－亲合力越高，结
14
三、亲水胶体转化为疏水胶体
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)
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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 阶段性
16
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17
Ag:Antigen
Ab:Antibody
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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:
抗原表位与抗体高变区间的互补结合 抗原表位与抗体高变区的沟槽分子表 面的结合 抗原抗体之间的结合力 亲水胶体转化为疏水胶体
4
一、抗原抗体结合力
静电引力 （electrostatic forces） 范德华引力:作用最小 （van der Waals interactions） 氢键:最具特异性 （hydrogen bond ） 疏水作用力:作用最大 （hydrophobic interactions）