抗原抗体反应

1、抗原抗体反应 purposemaster: 1. 1.抗原抗体反应原理及特点。抗原抗体反应原理及特点。 2.2.带现象、前带、后带、亲带现象、前带、后带、亲合合力、力、 亲亲和和力概念。力概念。be familiar: 影响抗原抗体反应的因素。影响抗原抗体反应的因素。know: 免疫学检测的类型。免疫学检测的类型。 （antigen-antibody reaction） 概念：抗原抗体反应是指抗原抗体的概念：抗原抗体反应是指抗原抗体的特异性结合反应特异性结合反应体内体内杀菌、溶菌、调理、中和毒素杀菌、溶菌、调理、中和毒素免疫病理损伤免疫病理损伤超敏反应、免疫性疾病等超敏反应、免疫性疾病等体外：

2、凝集、沉淀、溶细胞、中和毒素、补体结合等体外：凝集、沉淀、溶细胞、中和毒素、补体结合等曾称：曾称：serological reaction本章内容：抗原抗体反应的原理抗原抗体反应的原理抗原抗体反应的特点抗原抗体反应的特点影响抗原抗体反应的因素影响抗原抗体反应的因素免疫学检测的类型免疫学检测的类型section 1 抗原抗体反应的原理基本原理：特异性（ad-hvr）可见性（凝集、沉淀、溶血等凝集、沉淀、溶血等）结合力(4种)高度互补高度互补（ad-hvrad-hvr）紧密接触紧密接触产生产生结合力结合力抗原抗体带电离子带电离子异性相吸异性相吸静电引力静电引力分子极化分子极化范德华引力范德华引力形

3、成氢键形成氢键氢键引力氢键引力形成疏水基团形成疏水基团 疏水作用力疏水作用力作用最小作用最小最具特异性最具特异性作用最大作用最大抗原抗体结合抗原抗体结合可见反应可见反应比例合适比例合适图抗原抗体结合力抗原抗体结合力1.1.静电引力静电引力（electrostatic forces） 或库仑引力或库仑引力（cou-lombic forces） 指带电离子基团（如：指带电离子基团（如：nh3+和和 coo-） 之间的引力，距离越近引力越大。之间的引力，距离越近引力越大。2.2.范德华引力范德华引力（van der waals forces） 分子间（或原子间分子间（或原子间) )相互接近，分子极化

4、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：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。能凹槽与凸起互补，抗原与抗体，酶与底物。能量小于静电引力。量小于静电引力。（3 3）氢键结合力）氢键结合力（hydrogen hydrogen bounding forcebounding force） 指供氢体氢原子与受氢体原子之间的指供氢体氢原子与受氢体原子之间的引力引力“氢键桥梁氢键桥梁” ” ，能量大于范德华引力。，能量大于范德华引力。4.疏水作用力 （ hydrophobic force ） 指疏水基团间排斥水分子，相互聚指疏水基团间排斥水分子，相互

5、聚集的集的力。作用力最强，占总结合力的力。作用力最强，占总结合力的5050。 抗原抗体结合力 大小都与两分子间的距离密切相关大小都与两分子间的距离密切相关 只有两分子表面密切接触时，才能只有两分子表面密切接触时，才能产生足够的力使其结合产生足够的力使其结合 抗原与抗体之间高度的空间互补结抗原与抗体之间高度的空间互补结构恰好为这些结合力的发挥提供了构恰好为这些结合力的发挥提供了条件条件 结合力的大小 亲亲和和力力（affinity）表示表示 亲亲合合力力（avidity）一个抗体结合点一个抗体结合点与与一个抗原表位一个抗原表位间的结合强度。间的结合强度。 “ “（single pointsing

6、le point single single point point ）” 亲和力用平衡常数表示：亲和力用平衡常数表示：k=kk=k1 1 / k/ k2 2亲和力亲和力（affinity）：）：即：结合常数即：结合常数/ /解离常数解离常数 k k值越大，亲和力越高，值越大，亲和力越高， 与抗原的结合越牢固与抗原的结合越牢固亲合力亲合力（avidity）指整个抗体分子与抗原表位之间结合的指整个抗体分子与抗原表位之间结合的强度强度 “all points-all points”与抗体的结合与抗体的结合 价直接相关。价直接相关。亲合力高，亲合力高，与抗原结合与抗原结合牢固不易解离。牢固不易解离。

7、section 2 抗原抗体反应的特点一、特异性一、特异性（specificity）概念：一种抗原只能与其相应的抗体结合起反应（概念：一种抗原只能与其相应的抗体结合起反应（eg.eg.）分子基础：分子基础：ag-adag-adhvr-abhvr-ab空间结构高度互补空间结构高度互补v vh h和和v vl l各具三个各具三个hvrhvr与与adad互补互补意义意义免检中常用已知免检中常用已知ag 未知未知ab ，反之亦然。，反之亦然。查查相对性：当抗原之间有相同或相似结构的相对性：当抗原之间有相同或相似结构的ad时时 （共同抗原）（共同抗原） 交叉反应交叉反应（cross reaction）干

8、扰结果干扰结果实验诊断实验诊断如何解决？如何解决？如何利用？如何利用？两种不同两种不同的抗原分的抗原分子具有相子具有相同或类似同或类似结构的抗结构的抗原表位，原表位，可与彼此可与彼此相应的抗相应的抗血清发生血清发生反应反应抗原抗体交叉反应示意图抗原抗体交叉反应示意图交叉反应交叉反应（cross reactions）二、比例性二、比例性 (proportionality)指抗原抗体的量比关系，即只有当抗原抗指抗原抗体的量比关系，即只有当抗原抗体的浓度比例适当时，才出现可见反应。体的浓度比例适当时，才出现可见反应。以沉淀反应为例（以沉淀反应为例（abab量固定量固定,ag,ag量递增）量递增） 图

9、question：等价带等价带前带前带后带后带 抗原抗体反应比例性示意图抗原抗体反应比例性示意图why?抗原多价，抗体双价抗原多价，抗体双价二者比例合适二者比例合适ag/abag/ab过剩过剩网格网格学说学说网格学说（图）抗体的两个抗体的两个fabfab段分别段分别结合两个结合两个agag分子，相互分子，相互交叉结合连接成巨大的交叉结合连接成巨大的网格状立体聚合物，网格状立体聚合物，（可见）。（可见）。二者比例合适：二者比例合适： ab/ag ab/ag过剩过剩过剩方的结合价得不到饱和，大多数游离存在，只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）。形成小分子复合物（

10、不可见）。网格学说（图）切记！切记！确定确定 的浓度非常重要，即在实验的浓度非常重要，即在实验中需对中需对ag/abag/ab进行适当的进行适当的 ，调整二，调整二者的比例，产生可见反应。者的比例，产生可见反应。一般原则：固定一般原则：固定 含量（含量（ ag/ab ag/ab ）的浓）的浓度，稀释度，稀释 含量的含量的 (ab / ag)(ab / ag)。一般可溶性一般可溶性agag稀释稀释 ，颗粒性，颗粒性agag，稀，稀释释 。ag/ab稀释稀释低低高高agagabab三、可逆性（reversibility）或表面性解离解离1. ag + abag ab一定条件一定条件（动态平衡）（动

11、态平衡） 动态平衡公式动态平衡公式: ag + ab ag-ab k1:结合常数；结合常数；k2：解离常数：解离常数k1k2四、阶段性特异性结合特异性结合两个阶段两个阶段可见反应阶段可见反应阶段数秒数分钟，数秒数分钟， 肉眼不可见肉眼不可见数分数小时数分数小时肉眼可见肉眼可见section 3 影响抗原抗体反应的因素影响抗原抗体反应的因素一、一、ag/abag/ab自身因素自身因素（一）（一）agag 理化性状：颗粒性理化性状：颗粒性agag、可溶性、可溶性agag、 r r型细菌型细菌agag等出现不等出现不 同的同的ag-ab reaction.ag-ab reaction. ad ad的

12、种类与数目：单价的种类与数目：单价agag 来源来源（二）（二）abr r型型ab ab ：等价带宽，：等价带宽， 易出现可见反应。易出现可见反应。h h型型ab ab ：等价带窄，易出现前带或后带现象：等价带窄，易出现前带或后带现象mcab:mcab:不宜用于凝集和沉淀反应。不宜用于凝集和沉淀反应。浓度：相对浓度：相对agag而言，比例要和适，故实验前而言，比例要和适，故实验前 需滴定，以求最适需滴定，以求最适agag与与abab比例。比例。特异性与亲合力：关键因素，选择特异性特异性与亲合力：关键因素，选择特异性 与亲合力高的与亲合力高的abab。二、环境因素二、环境因素（一）电解质（一）电

13、解质 作用：中和胶体表面电荷，破坏水化层，作用：中和胶体表面电荷，破坏水化层， 使使ag-abag-ab聚集。聚集。 常用：常用：8.5g/l nacl8.5g/l nacl溶液，缓冲液、溶液，缓冲液、caca2+2+、 mgmg2+2+等。等。 注意：盐析（注意：盐析（saltingsalting）即电解质浓度过高）即电解质浓度过高 引起的非特异性蛋白质沉淀。引起的非特异性蛋白质沉淀。（二）酸碱度 agag、abab多为蛋白质，具两性电离特性，有其故有多为蛋白质，具两性电离特性，有其故有的的pi , phpi , ph过高或过低均可影响过高或过低均可影响agag、abab反应。反应。 一般：

14、一般：ph6ph68 8为宜，补体参与时为宜，补体参与时ph7.2ph7.27.47.4。 注意：自凝现象注意：自凝现象-即即phph达到或接近颗粒性抗达到或接近颗粒性抗原的原的pipi时，引起的抗原非特异性自身凝集现象。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：一般：151540 40 为宜，为宜，最适温度：最适温度：3737, 过高（过高（5656）: ag-ab: ag-ab解离，解离， agag、abab变性，变性， 补体失活。补体失活。冷凝集实验：冷凝集实验：4 4 凝集，凝集，2020解离。解离。（四）其他四）其他 振荡、搅拌等可加速反应振荡、搅拌等可加速反应

15、免疫检验技术发展进程的主要阶段免疫检验技术发展进程的主要阶段自然的肉眼观察的抗原抗体反应（沉淀反应、凝集反应）自然的肉眼观察的抗原抗体反应（沉淀反应、凝集反应）加速的肉眼观察的抗原抗体反应（电泳技术、分离技术）加速的肉眼观察的抗原抗体反应（电泳技术、分离技术）标记性免疫技术提高抗原抗体反应的特异性、敏感性标记性免疫技术提高抗原抗体反应的特异性、敏感性半自动、自动化检验仪器与免疫反应原理结合，加快了反应过半自动、自动化检验仪器与免疫反应原理结合，加快了反应过程程标记技术、单克隆技术、高智能自动化技术的最佳组合标记技术、单克隆技术、高智能自动化技术的最佳组合年代年代学者学者贡献贡献18941894

16、j. bordetj. bordet补体与溶菌活性补体与溶菌活性18961896h. durham, m. von gruberh. durham, m. von gruber特异凝集反应特异凝集反应18961896g. widal, a. sicadg. widal, a. sicad肥达试验肥达试验18971897r. krausr. kraus沉淀试验沉淀试验19001900j. bordet, o. gengouj. bordet, o. gengou补体结合反应补体结合反应19001900k. landsteinerk. landsteiner人类人类aboabo血型及其抗体血型及其

17、抗体19061906a. wassermanna. wassermann梅毒补体结合反应梅毒补体结合反应19351935m. heidelberger, f. kendallm. heidelberger, f. kendall纯化抗体纯化抗体, ,定量沉淀反应定量沉淀反应19411941a. coonsa. coons免疫荧光标记免疫荧光标记19461946j. oudinj. oudin凝胶内沉淀反应凝胶内沉淀反应19481948o. ouchterlony, s. eleko. ouchterlony, s. elek双扩散沉淀反应双扩散沉淀反应19531953p. grabar, c.

18、 williamsp. grabar, c. williams免疫电泳分析免疫电泳分析,ig,ig多样性多样性19601960r. yallow, s. bersonr. yallow, s. berson放射免疫标记放射免疫标记19661966s. avrames, j. uriel, et als. avrames, j. uriel, et al酶标免疫技术酶标免疫技术19751975g. kohler, c. milsteing. kohler, c. milstein杂交瘤技术与单克隆抗体杂交瘤技术与单克隆抗体免疫学技术的发展史免疫学技术的发展史 表表 抗原抗体反应的基本类抗原抗体反

19、应的基本类 型型 表表反应类型反应类型 实验技术实验技术 检测方法检测方法 敏感度敏感度沉淀反应沉淀反应 液相沉淀试验液相沉淀试验 观察沉淀、检测浊度观察沉淀、检测浊度 + +，+ 琼脂凝胶扩散琼脂凝胶扩散 观察扫描沉淀线或环观察扫描沉淀线或环 + + 凝胶电泳技术凝胶电泳技术 或峰或弧或峰或弧 +补体参与反应补体参与反应 补体溶血试验补体溶血试验 以裸眼或光电比色仪以裸眼或光电比色仪 + 补体结合试验补体结合试验 观察测定溶血现象观察测定溶血现象 +免疫标记技术免疫标记技术 荧光免疫技术荧光免疫技术 检测荧光现象检测荧光现象 + 放射免疫技术放射免疫技术 检测放射性检测放射性 + 酶标免疫技术酶标免疫技术 检测酶底物显色检测酶底物显色 + 发光免疫技术发光免疫技术 测定发光强度测定发光强度 + 生物素生物素- -亲合素技术亲合素技术 结合其它标记技术结合其它标记技术 + 金标免疫技术金标免疫技术