1、第七章第七章體外抗原抗原反應概述體外抗原抗原反應概述抗原抗體反應：是指抗原與相應抗體的特異抗原抗體反應：是指抗原與相應抗體的特異性結合反應性結合反應體內體內殺菌、溶菌、調理、中和毒素殺菌、溶菌、調理、中和毒素免疫病理損傷免疫病理損傷超敏反應、免疫性疾病等超敏反應、免疫性疾病等體外：凝集、沉淀、溶細胞、中和毒素、補體結合等體外：凝集、沉淀、溶細胞、中和毒素、補體結合等第一節第一節 抗原抗體反應的原理抗原抗體反應的原理 抗原抗體結合反應是抗原抗體結合反應是抗原決定簇和抗體分子抗原決定簇和抗體分子超變區之間的相互作用超變區之間的相互作用，是一種分子表面的特異，是一種分子表面的特異的的可逆的弱結合力（

2、可逆的弱結合力（只能在極短距離內才能發生只能在極短距離內才能發生效應效應）?？乖贵w結合反應的條件：抗原抗體結合反應的條件：抗原與抗體間的特定部位的空間結構必須相互吻抗原與抗體間的特定部位的空間結構必須相互吻合，具有互補性（先決條件）合，具有互補性（先決條件）; ;抗原決定簇與抗體超變區必須緊密接觸，才能有抗原決定簇與抗體超變區必須緊密接觸，才能有足夠的結合力，使抗原抗體分子結合在一起。足夠的結合力，使抗原抗體分子結合在一起。 1 1、靜電引力、靜電引力概念：抗原和抗體分子帶有相反電荷的氨基和概念：抗原和抗體分子帶有相反電荷的氨基和羧基基團之間相互的引力。又稱庫倫引力。羧基基團之間相互的引力。

3、又稱庫倫引力。靜電引力的大小與兩個相互作用基團間的距靜電引力的大小與兩個相互作用基團間的距離的平方成反比。離的平方成反比。 二、二、范德華引力范德華引力概念：抗原和抗體相互接近時，各自所攜帶的原子與概念：抗原和抗體相互接近時，各自所攜帶的原子與原子、分子與分子由于分子極化作用而出現的引力。原子、分子與分子由于分子極化作用而出現的引力。 結合力的大小與兩個相結合力的大小與兩個相互作用基團的極化程度的互作用基團的極化程度的乘積成正比、與它們之間乘積成正比、與它們之間距離的距離的7 7次方成反比。次方成反比。 作用力最小作用力最小 作用大小取決于二者分作用大小取決于二者分子空間構型的互補性子空間構型

4、的互補性四、四、疏水作用力（疏水鍵）疏水作用力（疏水鍵） 概念：兩個疏水基團在水溶液中相互接觸時，由于概念：兩個疏水基團在水溶液中相互接觸時，由于對水分子排斥而趨向聚集的力。對水分子排斥而趨向聚集的力。 抗原決定簇與抗體上抗原決定簇與抗體上的結合點靠近，互相間的結合點靠近，互相間正、負極性消失，親水正、負極性消失，親水層立即失去。層立即失去。 結合力最強結合力最強，約占總，約占總結合力的結合力的5050。靜電引力：異性相吸靜電引力：異性相吸（electrostatic forces）范德華引力范德華引力:作用最小作用最小（van der waals interactions）氫鍵氫鍵:最具特異

5、性最具特異性（hydrogen bond ）疏水作用力疏水作用力:作用最大作用最大 （hydrophobic interactions） 抗原抗體結合力示意圖抗原抗體結合力示意圖抗原抗體結合力抗原抗體結合力 結合力的大小結合力的大小 親親和和力力（affinity）表示表示 親親合合力力（avidity）二、抗原抗體的親和力和親合力二、抗原抗體的親和力和親合力 親和力（親和力（affinityaffinity）：是抗體分：是抗體分子上一個抗原結合點與相應的抗原決子上一個抗原結合點與相應的抗原決定簇之間的相適應而結合的強度，是定簇之間的相適應而結合的強度，是抗原與抗體間固有的結合力?？乖c抗體間

6、固有的結合力。親和常數（親和常數（k k）：）：k k值越大值越大 抗體的親和力越高抗體的親和力越高 與抗原結合越牢與抗原結合越牢固固抗體與抗原結合是可逆的反應，在平衡時其抗體與抗原結合是可逆的反應，在平衡時其親合力（親合力（avidityavidity）：是指一個抗體分子是指一個抗體分子與整個抗原表位之間結合的強度，與抗與整個抗原表位之間結合的強度，與抗體結合價直接相關。另外也與親和力強體結合價直接相關。另外也與親和力強弱有關。弱有關。與抗體的結合價直接與抗體的結合價直接相關。相關。親合力高，與抗原結親合力高，與抗原結合牢固不易解離。合牢固不易解離。親水膠體親水膠體疏水膠體疏水膠體轉化轉化n

7、aclnacl可見反應可見反應血清學反應條件下，抗原抗體均帶負電荷，使極化的水分子在其周圍形成水化層，成為親水膠體。 當抗原與抗體結合使表面電荷減少，水化層變薄，失去親水性能，抗原抗體復合物成為疏水膠體在電解質作用下，中和膠體粒子表面的電荷，使各疏水膠體之間靠攏，形成可見的抗原抗體復合物三、親水膠體轉化為疏水膠體三、親水膠體轉化為疏水膠體 第二節第二節 抗原抗體反應的特點抗原抗體反應的特點1.1.特異性特異性2.2.比例性比例性3.3.可逆性可逆性4.4.階段性階段性 一、一、 特異性（特異性（specificityspecificity）1 1、概念：、概念：一種抗原分子通常只能與其刺激機體

8、后一種抗原分子通常只能與其刺激機體后 產生的抗體結合，這種抗原與抗體結合產生的抗體結合，這種抗原與抗體結合 反應的專一性稱為特異性。反應的專一性稱為特異性。特特異異性性示示意意圖圖 2 2、決定因素：、決定因素： 由抗原決定簇和抗體分子超變區之間由抗原決定簇和抗體分子超變區之間空間結構的互補性決定的?？臻g結構的互補性決定的。3 3、應用：、應用： 由于抗原抗體反應具有高度特異性，由于抗原抗體反應具有高度特異性，故可用已知的抗原（抗體）來檢測相應未故可用已知的抗原（抗體）來檢測相應未知的抗體（或抗原）。知的抗體（或抗原）。概念：兩種不同的抗原分子具有部分相同或類似結概念：兩種不同的抗原分子具有部

9、分相同或類似結構的抗原表位，可與彼此相應的抗血清發生反應。構的抗原表位，可與彼此相應的抗血清發生反應。4 4、交叉反應（、交叉反應（cross reactionscross reactions）抗原抗體交叉反應示意圖抗原抗體交叉反應示意圖b三、比例性（三、比例性（proportionalityproportionality）1 1、比例性是指抗原與抗體發生可見反應、比例性是指抗原與抗體發生可見反應遵循一定的量比關系。遵循一定的量比關系。2 2、以絮狀沉淀實驗為例，受抗原抗體比、以絮狀沉淀實驗為例，受抗原抗體比例性的影響非常明顯。例性的影響非常明顯。3 3、根據所形成的沉淀物及抗原抗體比例、根據

10、所形成的沉淀物及抗原抗體比例關系繪制反應曲線。關系繪制反應曲線。網格學說（圖）抗體的兩個抗體的兩個fabfab段分別段分別結合兩個結合兩個agag分子，相互分子，相互交叉結合連接成巨大的交叉結合連接成巨大的網格狀立體聚合物，網格狀立體聚合物，（可見）。（可見）。二者比例合適：二者比例合適： ab/ag ab/ag過剩過剩過剩方的結合價得不到飽和，大多數游離存在，只過剩方的結合價得不到飽和，大多數游離存在，只形成小分子復合物（不可見）。形成小分子復合物（不可見）。最適比最適比(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，幾乎無游

11、離抗原或抗體的抗原抗體上清液清晰，幾乎無游離抗原或抗體的抗原抗體濃度比。濃度比。等價帶等價帶(equivalencezone)(equivalencezone)：形成沉淀物最多的形成沉淀物最多的抗原與抗體分子比例合適的范圍?？乖c抗體分子比例合適的范圍。帶現象：帶現象：在等價帶前后，由于抗體和抗原過量，在等價帶前后，由于抗體和抗原過量，形成的沉淀物少，上清液中可測出游離的抗體或形成的沉淀物少，上清液中可測出游離的抗體或抗原的現象?？乖默F象。 前帶前帶(prozone)(prozone)抗體過量時稱為?？贵w過量時稱為。 后代后代(postzone(postzone）抗原過量時稱為。）抗原過量時

12、稱為。5 5、一組概念、一組概念帶現象包括帶現象包括在在抗原抗體反應中，抗體（或抗原）與一抗原抗體反應中，抗體（或抗原）與一定量的對應物結合出現可見反應所需的最定量的對應物結合出現可見反應所需的最小量稱為小量稱為效價效價（或滴度），一般以最高稀（或滴度），一般以最高稀釋倍數表示，正好是稀釋度的倒數。釋倍數表示，正好是稀釋度的倒數。 三、可逆性（三、可逆性（reversibility)reversibility)1 1、概念：是指抗原與相應抗體結合成復合物后，在、概念：是指抗原與相應抗體結合成復合物后，在 一定條件下可解離為游離抗原與抗體的特一定條件下可解離為游離抗原與抗體的特 性稱為抗原抗體結

13、合的可逆性。性稱為抗原抗體結合的可逆性。 2 2、原因：抗原抗體的結合是分子表面的非共價鍵、原因：抗原抗體的結合是分子表面的非共價鍵結合，因此形成的復合物不牢固。結合，因此形成的復合物不牢固。3 3、抗原抗體反應動態平衡式如、抗原抗體反應動態平衡式如下：下：4 4、決定抗原抗體解離的因素、決定抗原抗體解離的因素（1 1）抗體與相應抗原的親合力。）抗體與相應抗原的親合力。 親合力低的抗體與抗原形成的復合物較易解離。親合力低的抗體與抗原形成的復合物較易解離。（2 2）環境因素對復合物的影響。）環境因素對復合物的影響。 phph過高或過低、增加離子強度均可破壞過高或過低、增加離子強度均可破壞 靜電引

14、力，使抗原抗體結合力下降，促使其靜電引力，使抗原抗體結合力下降，促使其 解離。解離。注意：解離后的抗原或抗體仍然保持其原有生物活性注意：解離后的抗原或抗體仍然保持其原有生物活性四、階段性四、階段性特異性結合特異性結合兩個階段兩個階段可見反應階段可見反應階段數秒數分鐘，數秒數分鐘， 肉眼不可見肉眼不可見數分數小時數分數小時肉眼可見肉眼可見第三節第三節 抗原抗體反應影響因素抗原抗體反應影響因素一、反應物自身因素一、反應物自身因素 1.1.抗原：理化特性、抗原：理化特性、agag決定簇數量和種類。決定簇數量和種類。例如，可溶性抗原與相應抗體反應出現沉淀，而顆粒例如，可溶性抗原與相應抗體反應出現沉淀，

15、而顆粒性抗原與相應抗體反應則出現凝集性抗原與相應抗體反應則出現凝集;單價抗原與抗體結單價抗原與抗體結合不出現可見反應合不出現可見反應;粗糙型細菌在生理鹽水中易出現自粗糙型細菌在生理鹽水中易出現自凝；紅細胞與凝；紅細胞與igg類抗體結合不出現直接凝集等。類抗體結合不出現直接凝集等。 抗體是血清學反應中的關鍵因素，對反應的影抗體是血清學反應中的關鍵因素，對反應的影響表現在以下三個方面響表現在以下三個方面: : (1)(1)來源來源: :來自不同動物的免疫血清，其反應性有差異。來自不同動物的免疫血清，其反應性有差異。家兔等大多數動物的免疫血清具有較寬的等價帶，通家兔等大多數動物的免疫血清具有較寬的等

16、價帶，通常在抗原過量時才易出現可溶性免疫復合物常在抗原過量時才易出現可溶性免疫復合物; ;馬等大動馬等大動物和人的免疫血清等價帶較窄，少量的抗原或抗體過物和人的免疫血清等價帶較窄，少量的抗原或抗體過剩，均可形成可溶性免疫復合物剩，均可形成可溶性免疫復合物. .2.2.抗體抗體(2)(2)特異性與親和力特異性與親和力: : 特異性和親和力是影響血清學反應的兩個關鍵因素，它特異性和親和力是影響血清學反應的兩個關鍵因素，它們共同影響試驗結果的準確程度。們共同影響試驗結果的準確程度。 免疫動物早期獲得的抗血清特異性較好，但親和力低免疫動物早期獲得的抗血清特異性較好，但親和力低; ;后后期獲得的抗血清一

17、般親和力較高，但長期免疫易使免疫期獲得的抗血清一般親和力較高，但長期免疫易使免疫血清中抗體的類型和反應性變得更為復雜。因此，血清中抗體的類型和反應性變得更為復雜。因此，用于用于診斷的試劑必須盡量選用特異性高、親和力強的抗體，診斷的試劑必須盡量選用特異性高、親和力強的抗體，才能保證和提高試驗結果的可靠性。才能保證和提高試驗結果的可靠性。 （3 3）濃度）濃度: :抗體的濃度往往是與抗原相對而言。合適抗體的濃度往往是與抗原相對而言。合適的濃度才出現明顯的反應現象。因此許多試驗的濃度才出現明顯的反應現象。因此許多試驗應進行抗體預滴定，找出最適反應濃度。應進行抗體預滴定，找出最適反應濃度。 電解質電解

18、質: : 生理鹽水或緩沖液生理鹽水或緩沖液酸堿度酸堿度: ph6: ph6ph8ph8溫溫 度度: 15: 154040，3737最適最適二、環境因素二、環境因素（一）電解質（一）電解質 抗原抗體結合后由親水性變為疏水性，此時易受電抗原抗體結合后由親水性變為疏水性，此時易受電解質影響，如有適當濃度電解質存在，就會使抗原解質影響，如有適當濃度電解質存在，就會使抗原抗體失去一部分電荷而相互凝集或沉淀，出現可見抗體失去一部分電荷而相互凝集或沉淀，出現可見反應反應; ;若無電解質存在，則不出現可見反應。若無電解質存在，則不出現可見反應。 通常在血清學試驗中，以通常在血清學試驗中，以8.5g/lnacl

19、溶液溶液作為抗作為抗原抗體的稀釋液及反應液，其中原抗體的稀釋液及反應液，其中na+和和cl-可分別中和可分別中和膠體顆粒上的電荷，使膠體顆粒的電勢下降，形成可膠體顆粒上的電荷，使膠體顆粒的電勢下降，形成可見的沉淀物或凝集物。但如果電解質濃度過高，則會見的沉淀物或凝集物。但如果電解質濃度過高，則會出現非特異性蛋白質沉淀，即鹽析。出現非特異性蛋白質沉淀，即鹽析。 補體參與的溶細胞反應，除需要等滲的補體參與的溶細胞反應，除需要等滲的nacl溶液溶液外，還需適雖的外，還需適雖的mg2+和和ca2+離子參與。離子參與。 （二）酸堿度（二）酸堿度 agag、abab多為蛋白質，具兩性電離特性，有其故有多為

20、蛋白質，具兩性電離特性，有其故有的的pi , phpi , ph過高或過低均可影響過高或過低均可影響agag、abab反應。反應。 一般：一般：ph6ph68 8為宜，補體參與時為宜，補體參與時ph7.2ph7.27.47.4。 注意：自凝現象注意：自凝現象-即即phph達到或接近顆粒性抗達到或接近顆粒性抗原的原的pipi時，引起的抗原非特異性自身凝集現象。時，引起的抗原非特異性自身凝集現象。（三）溫度（三）溫度影響反應速度影響反應速度一般：一般：151540 40 為宜，為宜，最適溫度：最適溫度：3737, 過高（過高（5656）: ag-ab: ag-ab解離，解離， agag、abab變性，變性， 補體失活。補體失活。冷凝集實驗：冷凝集實驗：4 4 凝集，凝集，2020解離。解離。（四）其他四）其他 振蕩、攪拌等可加速反應振蕩、攪拌等可加速反應 第四節第四節 抗原抗體反應類型抗原抗體反應類型1.1.沉淀反應沉淀反應2.2.凝集反應凝集反應3.3.補體參與的反應補體參與的反應4.