抗原抗体反应及应用

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。

抗原抗体反应特点及应用抗原抗体反应是指抗原与抗体之间的特异性相互作用。

抗原是一种能够刺激机体免疫系统产生抗体的物质，可以是蛋白质、多肽、糖脂、核酸或其他小分子化合物。

抗体是机体免疫系统产生的一种特异性蛋白质，能够与抗原结合形成抗原抗体复合物。

抗原抗体反应具有以下几个特点：1. 特异性：抗原与抗体之间的结合是高度特异的，每个抗体只能与特定的抗原结合。

这种特异性是由抗体的可变区域决定的，可变区域能够识别并与抗原结合。

2. 反应力强：抗原抗体反应的结合力非常强，常常能够达到亲和力和特异性的结合。

这种强结合力可以使抗体在体内和体外的抗原表面定位并保持稳定。

3. 多样性：机体能够产生大量的抗体，每个抗体与不同的抗原结合。

通过这种多样性，机体能够识别和抵御各种不同的抗原。

4. 可逆性：抗原与抗体的结合并不是永久性的，可以通过改变条件或断开结合来分离抗原和抗体。

这种可逆性使抗体能够参与免疫调节和清除抗原。

抗原抗体反应在医学和生命科学研究中有广泛的应用：1. 免疫诊断：通过检测体液中的特定抗体或抗原，可以用于诊断某些疾病。

例如，肝炎病毒抗体检测用于诊断肝炎，HIV抗体检测用于诊断艾滋病等。

2. 免疫组化：通过标记抗体的方法，可以在组织切片中检测特定抗原的分布和表达。

这在组织学研究和临床病理诊断中有很大的应用价值。

3. 免疫治疗：利用抗体的特异性结合能力，可以用于治疗某些疾病。

例如，单克隆抗体可以用于针对肿瘤细胞、感染性疾病和自身免疫疾病的治疗。

4. 免疫沉淀与免疫印迹：通过抗体对抗原的结合，可以用于沉淀特定蛋白质或分离特定蛋白质。

免疫印迹技术可以用于检测和鉴定特定蛋白质的存在与表达水平。

总之，抗原抗体反应是机体免疫系统中非常重要的相互作用。

它的特异性、反应力强、多样性和可逆性使得抗原抗体反应在医学和生物科学研究中有广泛的应用。

随着技术的发展和研究的深入，抗原抗体反应在疾病诊断、治疗和研究领域中将发挥更大的作用。

抗原与抗体的作用机理及其应用抗原和抗体是非常重要的生物学概念，在许多领域都有广泛应用。

它们是免疫系统中的两个关键组成部分，旨在保护身体免受疾病的侵袭。

本文将探讨抗原与抗体的作用机理及其应用。

一、抗原与抗体抗原是指任何能够诱导人体免疫系统产生应答的物质。

它可以是蛋白质、多糖体、脂质、核酸等生物大分子，也可以是简单的小分子。

通常被认为是抗原的是蛋白质和多糖体，这些物质通常比较容易被免疫系统识别和反应。

抗体是人体免疫系统对抗原的免疫应答，它是由B淋巴细胞分泌的一种特定蛋白质。

每种抗体都与特定的抗原相结合，形成一个抗原-抗体复合物。

抗体可以分为五种类型：IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。

IgG是最常见的，占所有抗体的75%以上。

二、抗原-抗体反应的机理抗原-抗体反应是基于互相配对的原则，每个抗体能够与一个特定的抗原结合，在结合的过程中，抗原和抗体之间的“钥匙-锁”的作用非常重要。

抗体的结构非常独特，它们由一个Y形结构组成，每个Y端都有一对相同的抗原结合位点。

抗原结合位点是一系列氨基酸残基，它们的序列非常特定，通常只与一种特定的抗原相匹配。

当抗原进入人体时，它会被免疫系统识别并产生反应。

这样，B淋巴细胞开始分泌抗体。

一旦抗体遇到它与之匹配的抗原，它们会立即结合成复合物。

这样一来，抗原-抗体复合物就被认为是外来物质，它们由巨噬细胞或其他免疫系统细胞清除。

三、抗原与抗体的应用1. 感染诊断：抗体与特定感染病原体结合的能力可以用于诊断疾病。

常见的诊断方法是ELISA（酶联免疫吸附法），这是一种基于特定抗体与病原体抗原结合的技术，常用于检测 HIV、肝炎病毒、结核等疾病。

2. 血型识别：人类红细胞表面有大量的血型抗原，不同的血型抗原所对应的抗体也是不同的。

因此，通过检测某人的血液中是否含有一定类型的抗体，我们可以判断他们的血型。

3. 免疫治疗：抗体可以用于治疗各种疾病。

例如，单克隆抗体可以用于治疗某些癌症、风湿性关节炎等自身免疫性疾病。

第七章抗原抗体反应及应用不论天然的还是人工合成的分子，只要能被机体的免疫系统识别的都可以诱导机体的免疫应答，产生相应的抗体。

大多数抗体和抗原本身是既有免疫原性(诱发产生特异抗体)，又有反应原性(与特异的抗体相结合)。

抗原与抗体的特异性反应不仅可以在体内进行，而且可以在体外进行。

一切利用血清学技术方法所进行的各种测试都是基于这一根本的特性。

抗体反应技术的应用之广泛已经远远超出了免疫学、医学、甚至生命科学的范围，成为—类微量，灵敏，快速的检测分析方法。

本章着重介绍抗体制备，抗体抗原反应原理及技术方法的应用。

第一节抗体的制备环境中的大部分生物(包括病原生物)及其产物分子和一些化合物对哺乳动物的免疫系统而言是外源抗原，这些抗原能通过侵染或其他的途径刺激免疫系统，产生以抗体为主的体液免疫应答。

同样用抗原人工免疫实验动物，可以获得含有特异性抗体的血清，称为抗血清(antiserum)，因血清中抗体是多个抗原决定簇刺激不同B细胞克隆而产生的抗体，所以称多克隆抗体(polyclonal antibody)。

一个B细胞克隆所分泌的抗体即为单克隆抗体。

用免疫动物的B细胞与骨髓瘤细胞融合，在体外可以分离出许多单个B细胞克隆，以此方法可制备单克隆抗体(monoclonal antibody)。

随着分子生物学技术的发展，已经可以用抗体基因文库(antibody combinatorial library)筛选制备单克隆抗体。

应用基因工程技术，根据需要对抗体进行改造，获得基因工程抗体(engineering antibody)，以及催化性抗体(catalytic antibody 或abozyme)等的全新的抗体。

一、抗血清的制备1．免疫动物(1)抗原：免疫动物是制备抗血清的第—步。

免疫所用的抗原可用病毒、细菌或者其他蛋白质抗原，如果使用半抗原如小分子激素等，必须与大分子载体连接，连接剂见表7—1。

抗原的用量视抗原种类及动物而异，—次注射小鼠可以少至几个微克，免、羊甚至更大的动物每次注射的量就相应增加，从几百μg／次至几mg／次。

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。

抗原抗体反应的原理及特点应用1. 原理抗原抗体反应是免疫系统中关键的免疫识别过程。

抗原是一种能够激发免疫系统产生抗体或细胞免疫应答的物质。

抗体是由免疫细胞（主要是B细胞）产生的蛋白质分子，可以识别和结合特定的抗原。

抗原抗体反应在生物学研究、免疫诊断和免疫治疗等领域都有重要的应用。

1.1 抗原的特点•多样性：抗原可以是多种化学性质的物质，如蛋白质、多糖、脂质和核酸等。

不同抗原之间的结构和性质都有所差异。

•特异性：抗原可以与相应的抗体发生特异性反应，即抗体只能识别并结合特定的抗原。

•免疫原性：抗原具有诱导机体免疫应答的能力。

免疫原性主要与抗原的分子大小、复杂性和非自身特性相关。

1.2 抗体的特点•多样性：抗体由许多不同类型的基因编码，因此可以产生大量多样性的抗体。

•结构复杂：抗体由两个重链和两个轻链组成，形成Y字型的结构。

其中抗原结合位点位于抗体的顶端。

•亲和力：抗体与抗原结合的亲和力通常很高，可以形成稳定的抗原-抗体复合物。

•特异性：抗体可以特异性地识别和结合特定的抗原分子。

2. 应用2.1 免疫诊断抗原抗体反应在临床诊断中有广泛的应用。

通过检测特定抗体与抗原的结合情况，可以获得有关某种疾病或病原体感染的信息。

目前常用的免疫诊断方法包括免疫荧光、酶联免疫吸附试验（ELISA）、放射免疫测定法等。

•免疫荧光：该方法通过检测标记在抗体上的荧光染料来判断是否与特定抗原结合。

常用于检测自身抗体、病原微生物和病毒等。

•ELISA：ELISA是一种基于酶标记物的免疫分析技术。

通过测定酶与底物之间的反应来检测抗原和抗体的结合。

常用于癌症、传染病和药物检测等领域。

•放射免疫测定法：该方法利用放射性同位素标记的抗体来检测抗原和抗体的结合。

常用于检测激素、肿瘤标志物和传染病等。

2.2 免疫治疗抗原抗体反应在免疫治疗中也有重要的应用。

通过向机体内部引入特定抗原或抗体，可以调节免疫系统的功能，以达到治疗疾病的目的。

•疫苗免疫：疫苗是通过免疫接种引入特定抗原，激发机体产生特异性抗体和免疫记忆，以预防或治疗疾病的方法。

抗原抗体反应原理的应用1. 什么是抗原抗体反应抗原抗体反应是指抗原与抗体之间的特异性结合作用。

抗原是能激发机体产生特异性抗体的物质，可以是病原体、细胞表面分子、药物、化学物质等。

抗体是机体针对抗原产生的一类蛋白质，可以识别并结合特定的抗原，从而引发免疫反应。

抗原抗体反应是免疫系统中重要的机制，广泛应用于疾病的诊断、治疗和科研领域。

2. 抗原抗体反应原理抗原与抗体的结合是通过抗原-抗体互相作用的特定结构域来实现的。

在抗原分子上，有一些特定的结构域，称为抗原决定簇（epitope），与抗体分子上的特定结构域，即抗体结合位点相互匹配。

抗体结合抗原的过程涉及多种非共价相互作用，包括离子键、氢键、疏水作用和范德华力等。

3. 抗原抗体反应在疾病诊断中的应用抗原抗体反应在疾病诊断中具有广泛的应用。

以下是几个常见的应用例子：3.1 免疫层析检测法免疫层析检测法是利用抗体和抗原特异结合的原理进行疾病标记物检测的一种方法。

例如，妊娠试纸可以通过检测孕酮和人绒毛膜促性腺激素（hCG）等抗原来确定是否怀孕。

该方法简单、快速、便携，被广泛用于体外诊断。

3.2 免疫荧光检测免疫荧光检测（immunofluorescence）利用抗原与荧光标记的抗体结合来检测抗原的存在和分布。

这种检测方法可以用于病原体的诊断，例如，通过检测细胞表面的特定抗原来确认某种病毒或细菌的感染。

3.3 酶联免疫吸附实验酶联免疫吸附实验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）利用酶标记的二抗与特定抗原或抗体相互作用，通过测量酶的催化反应来定量检测抗原或抗体的含量。

ELISA方法在临床实验室中广泛应用于疾病的诊断，如乙肝病毒抗原和抗体的检测。

3.4 免疫组织化学染色免疫组织化学染色是通过特定抗体与抗原结合的原理来检测组织切片中特定抗原的存在和分布。

这种方法常用于肿瘤诊断，可以通过染色来判断是否存在某种肿瘤相关抗原的表达。