图解抗原抗体反应类型和原理

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1、研究生课程抗原抗体反应类型研究生课程抗原抗体反应类型(antigen antibody reaction)抗原抗体反应抗原抗体反应:指抗原与相应抗体之间指抗原与相应抗体之间 所发生的特异性结合反应。所发生的特异性结合反应。体内：体液免疫应答的效应作用体内：体液免疫应答的效应作用体外：各种免疫学检测技术体外：各种免疫学检测技术包括包括本章讲述的抗原抗体反应，主要是指抗本章讲述的抗原抗体反应，主要是指抗原和抗体在体外结合所表现的反应原和抗体在体外结合所表现的反应第一节第一节 抗原抗体反应的原理抗原抗体反应的原理第二节第二节 抗原抗体反应的特点抗原抗体反应的特点第三节第三节 影响抗原抗体反应的因素影

2、响抗原抗体反应的因素第四节第四节 免疫学检测技术的类型免疫学检测技术的类型教学内容：教学内容：第一节第一节 抗原抗体反应的原理抗原抗体反应的原理一、抗原抗体的亲和力和亲合力一、抗原抗体的亲和力和亲合力*亲和力（亲和力（affinityaffinity）：是抗体分：是抗体分子上一个抗原结合点与相应的抗原子上一个抗原结合点与相应的抗原决定簇之间的相适应而结合的强度，决定簇之间的相适应而结合的强度，是抗原与抗体间固有的结合力。是抗原与抗体间固有的结合力。亲和常数（亲和常数（K K）：）：K K值越大值越大 抗体的亲和力越高抗体的亲和力越高 与抗原结合越牢固与抗原结合越牢固抗体与抗原结合是可逆的反应，

3、在平衡时其抗体与抗原结合是可逆的反应，在平衡时其亲合力（亲合力（avidityavidity）：是指一个抗体分子是指一个抗体分子与整个抗原表位之间结合的强度，与抗与整个抗原表位之间结合的强度，与抗体结合价直接相关。另外也与亲和力强体结合价直接相关。另外也与亲和力强弱有关。弱有关。不形成牢固的共价键，通过非共价键结合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这种弱的结合力涉及几种分子间的作用力 二、抗原抗体的结合力二、抗原抗体的结合力1 1、静电引力、静电引力 2 2、范德华引力、范德华引力3 3、氢键、氢键 4 4、疏水作用力、疏水作用力一、静电引力一、静电引力概

4、念：抗原和抗体分子带有相反电荷的氨基和概念：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。又称库伦引力。羧基基团之间相互的引力。又称库伦引力。静电引力的大小与两个相互作用基团间的距静电引力的大小与两个相互作用基团间的距离的平方成反比。离的平方成反比。二、二、范德华引力范德华引力概念：抗原和抗体相互接近时，各自所携带的原子与概念：抗原和抗体相互接近时，各自所携带的原子与原子、分子与分子由于分子极化作用而出现的引力。原子、分子与分子由于分子极化作用而出现的引力。结合力的大小与两个相结合力的大小与两个相互作用基团的极化程度的互作用基团的极化程度的乘积成正比、与它们之间乘积成正比、与它们之

5、间距离的距离的7 7次方成反比。次方成反比。作用力最小作用力最小 作用大小取决于二者分作用大小取决于二者分子空间构型的互补性子空间构型的互补性 概念：供氢体上的氢原子与受氢体原子间的引力。概念：供氢体上的氢原子与受氢体原子间的引力。三、氢键结合力三、氢键结合力 供氢体：供氢体：COOHCOOH、NHNH2 2和和OH OH 受氢体：氧、氮受氢体：氧、氮 氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的氢键结合力与供氢体和受氢体之间距离的6 6次方成反比。次方成反比。最具特异性（必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键的结最具特异性（必须供氢体和受氢体互补才能实现氢键的结合）合）四、四、疏水作用力（疏水键）疏水作

6、用力（疏水键）概念：两个疏水基团在水溶液中相互接触时，由于概念：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。对水分子排斥而趋向聚集的力。抗原决定簇与抗体上抗原决定簇与抗体上的结合点靠近，互相间的结合点靠近，互相间正、负极性消失，亲水正、负极性消失，亲水层立即失去。层立即失去。结合力最强，约占总结合力最强，约占总结合力的结合力的5050。亲水胶体亲水胶体疏水胶体疏水胶体转化转化NaClNaCl可见反应可见反应血清学反应条件下，抗原抗体均带负电荷，使极化的水分子在其周围形成水化层，成为亲水胶体。当抗原与抗体结合使表面电荷减少，水化层变薄，失去亲水性能，抗原抗体复合物成为疏水胶

7、体在电解质作用下，中和胶体粒子表面的电荷，使各疏水胶体之间靠拢，形成可见的抗原抗体复合物三、亲水胶体转化为疏水胶体三、亲水胶体转化为疏水胶体 第二节第二节 抗原抗体反应的特点抗原抗体反应的特点1.1.特异性特异性2.2.比例性比例性3.3.可逆性可逆性4.4.阶段性阶段性一、一、特异性（特异性（specificityspecificity）1 1、概念：、概念：一种抗原分子通常只能与其刺激机体后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。反应的专一性称为特异性。特特异异性性示示意意图图 2 2、决定因素：、决

8、定因素：由抗原决定簇和抗体分子超变区之间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。空间结构的互补性决定的。3 3、应用：、应用：由于抗原抗体反应具有高度特异性，由于抗原抗体反应具有高度特异性，故可用已知的抗原（抗体）来检测相应未故可用已知的抗原（抗体）来检测相应未知的抗体（或抗原）。知的抗体（或抗原）。概念：两种不同的抗原分子具有部分相同或类似结概念：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。构的抗原表位，可与彼此相应的抗血清发生反应。4 4、交叉反应（、交叉反应（cross reactionscross reactions）抗原抗体交叉反

9、应示意图抗原抗体交叉反应示意图B二、可逆性（二、可逆性（reversibility)reversibility)1 1、概念：是指抗原与相应抗体结合成复合物后，在、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。性称为抗原抗体结合的可逆性。2 2、原因：抗原抗体的结合是分子表面的非共价键、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。结合，因此形成的复合物不牢固。3 3、抗原抗体反应动态平衡式如、抗原抗体反应动态平衡式如下：下：4 4、决定抗原抗体解离的因素、决定抗原抗体解

10、离的因素（1 1）抗体与相应抗原的亲合力。）抗体与相应抗原的亲合力。亲合力低的抗体与抗原形成的复合物较易解离。亲合力低的抗体与抗原形成的复合物较易解离。（2 2）环境因素对复合物的影响。）环境因素对复合物的影响。PHPH过高或过低、增加离子强度均可破坏过高或过低、增加离子强度均可破坏 静电引力，使抗原抗体结合力下降，促使其静电引力，使抗原抗体结合力下降，促使其 解离。解离。注意：解离后的抗原或抗体仍然保持其原有生物活性注意：解离后的抗原或抗体仍然保持其原有生物活性三、比例性（三、比例性（proportionalityproportionality）1 1、比例性是指抗原与抗体发生可见反应、比例

11、性是指抗原与抗体发生可见反应遵循一定的量比关系。遵循一定的量比关系。2 2、以絮状沉淀实验为例，受抗原抗体比、以絮状沉淀实验为例，受抗原抗体比例性的影响非常明显。例性的影响非常明显。3 3、根据所形成的沉淀物及抗原抗体比例、根据所形成的沉淀物及抗原抗体比例关系绘制反应曲线。关系绘制反应曲线。看书上看书上7676表表7-17-1最适比最适比(optimal ratio)(optimal ratio)：是指形成沉淀物最多，：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上清液清晰，几乎无游离抗原或抗体的抗原抗体浓度比。浓度比。等价带等价带(equivalencezone)(equi

12、valencezone)：形成沉淀物最多的：形成沉淀物最多的抗原与抗体分子比例合适的范围。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，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。抗原的现象。前带前带(prozone)(prozone)抗体过量时称为。抗体过量时称为。后代后代(postzone(postzone）抗原过量时称为。）抗原过量时称为。5 5、一组概念、一组概念带现象包括带现象包括四、阶段性四、阶段性第一阶段：抗原与抗体发生特异第一阶段：抗原与抗体发生特异性结合阶段

13、性结合阶段 特点：反应快特点：反应快第二阶段：反应可见阶段第二阶段：反应可见阶段 特点：反应时间较长特点：反应时间较长第三节第三节 抗原抗体反应影响因素抗原抗体反应影响因素一、反应物自身因素一、反应物自身因素 *抗原：理化特性、抗原：理化特性、AgAg决定簇数量和种类。决定簇数量和种类。*抗体：抗体：1 1、来源（如：、来源（如：R R型抗体型抗体 H H型抗体）型抗体）2 2、特异性与亲和力（如：单克隆抗体）、特异性与亲和力（如：单克隆抗体）3 3、浓度、浓度2 2、酸碱度：、酸碱度：一般抗原抗体反应以一般抗原抗体反应以pH6pH69 9为宜，有补体参为宜，有补体参与的反应以与的反应以pH7

14、.2pH7.27.47.4为宜。为宜。二、环境因素：二、环境因素：1 1、电解质：、电解质：（1 1）作用：中和抗原抗体复合物表面电荷，使）作用：中和抗原抗体复合物表面电荷，使其靠拢聚集成出现大块聚集复合物。其靠拢聚集成出现大块聚集复合物。（2 2）常用电解质：）常用电解质：0.85%NaCl0.85%NaCl、各种缓冲液、各种缓冲液3 3、温度：一般抗原抗体反应以、温度：一般抗原抗体反应以15154040为宜，为宜，最适温度为最适温度为3737。4 4、适当的振摇或搅拌。、适当的振摇或搅拌。第四节第四节 抗原抗体反应类型抗原抗体反应类型1.1.沉淀反应沉淀反应2.2.凝集反应凝集反应3.3.

15、补体参与的反应补体参与的反应4.4.中和反应中和反应5.5.标记免疫反应标记免疫反应反应类型反应类型实验技术实验技术结果判断结果判断凝集反应凝集反应 直接凝集试验直接凝集试验观察凝集现象观察凝集现象间接凝集试验间接凝集试验同上同上抗球蛋白试验抗球蛋白试验同上同上沉淀反应沉淀反应 液相沉淀试验液相沉淀试验观察沉淀，检测浊度观察沉淀，检测浊度免疫电泳技术免疫电泳技术观察扫描沉淀峰、沉淀弧观察扫描沉淀峰、沉淀弧补体参与补体参与的反应的反应补体溶血试验补体溶血试验观察测定溶血现象观察测定溶血现象反应类型反应类型实验技术实验技术结果判断结果判断中和反应中和反应病毒中和试验病毒中和试验检测病毒感染性检测病毒感染性毒素中和试验毒素中和试验检测外毒素毒性检测外毒素毒性标记免疫反应标记免疫反应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强度检测放射性强度酶免疫技术酶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检测发光强度检测发光强度