抗原抗体反应本科06-9.ppt
抗原抗体反应本科06-9 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望n免疫学检验是研究免疫学技术及其在医免疫学检验是研究免疫学技术及其在医学领域中应用的一门学科学领域中应用的一门学科免疫学技术起源于检测病原微生物菌体抗原免疫学技术起源于检测病原微生物菌体抗原及其抗体的血清学诊断及其抗体的血清学诊断年年Widal首先利用伤寒病人的血清与首先利用伤寒病人的血清与伤寒杆菌发生特异性凝集来诊断伤寒病伤寒杆菌发生特异性凝集来诊断伤寒病Antigen-antibody reaction in vitro1.Principle of 1.Principle of Ag-Ab reactionreaction2.Characteristics of 2.Characteristics of Ag-Ab reaction reaction3.Influencing factors of 3.Influencing factors of Ag-Ab reactionreaction4.Types of 4.Types of Ag-Ab reactionreaction5.5.GlossaryGlossary 广医检验系 徐霞Principle of Ag-Ab Reaction 第一节第一节 抗原抗体反应原理抗原抗体反应原理 AgAg表位和表位和AbAb超变区分子间的结构超变区分子间的结构互补性和亲和性互补性和亲和性第一阶段为特异性结合阶段，快第一阶段为特异性结合阶段，快第二阶段为可见反应阶段，慢第二阶段为可见反应阶段，慢基本条件：基本条件：结合力结合力亲和性亲和性亲水胶体转亲水胶体转化为疏水胶化为疏水胶体体抗原和抗体的结合是互补性的特异性结合抗原和抗体的结合是互补性的特异性结合非共价键结合非共价键结合(Non-covalent Bonds)(Non-covalent Bonds)弱的结合力弱的结合力,极短距离内才发生效应极短距离内才发生效应 一、抗原抗体结合力一、抗原抗体结合力 1 1静电引力静电引力(electrostatic force)(electrostatic force)2 2范德华引力范德华引力(Van der Waals force)(Van der Waals force)3 3氢键结合力氢键结合力(hydrogen bonding force)(hydrogen bonding force)4 4疏水作用力疏水作用力(hydrophobic force)(hydrophobic force)静电引力（静电引力（库伦引力）库伦引力）（electrostatic forceselectrostatic forces）（coulombic forcescoulombic forces）概念：概念：抗原和抗体分子带有相反电荷的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。氨基和羧基基团之间相互的引力。引力的大小与两个相互作用基团间的距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 范德华引力范德华引力（Van der Waals forcesVan der Waals forces）概念：概念：抗原和抗体相互接近时，由于分子的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。极化作用而出现的引力。能量小于静电引力。能量小于静电引力。概念：概念：供氢体上的氢原子与受氢体原子供氢体上的氢原子与受氢体原子 间的引力。间的引力。氢键结合力氢键结合力(hydregen bond(hydregen bond forces)forces)供氢体：供氢体：羧基、氨基和羟基羧基、氨基和羟基 受氢体：受氢体：羧基氧、羧基碳和肽键氧等羧基氧、羧基碳和肽键氧等 能的大小取决于能的大小取决于氢键氢键的方向：的方向：氢键具有高度氢键具有高度 的方向性。的方向性。氢键结合力较范德华引力强。氢键结合力较范德华引力强。疏水作用力疏水作用力(hydrophobic force)(hydrophobic force)概念：概念：两个疏水基团在水溶液中相互接触时，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。由于对水分子排斥而趋向聚集的力。抗原决定簇与抗体上的结合点靠近，互相间抗原决定簇与抗体上的结合点靠近，互相间 正、负极性消失，亲水层立即失去。正、负极性消失，亲水层立即失去。此力在抗原抗体反应中的结合是很重要的。此力在抗原抗体反应中的结合是很重要的。提供的作用力最大提供的作用力最大,约占总结合力的约占总结合力的50%50%抗原抗体结合力示意图抗原抗体结合力示意图抗原抗原抗体抗体氢键结合力氢键结合力 O ON NO ON NH HH H静电引力静电引力-+范德华力范德华力-+-+-+疏水作用力疏水作用力排斥的水排斥的水n抗原抗体结合反应的重要条件是抗原抗抗原抗体结合反应的重要条件是抗原抗体之间特定部位的空间结构必须相互吻体之间特定部位的空间结构必须相互吻合，具有互补性；合，具有互补性；n其次，抗原决定簇与抗体超变区必须其次，抗原决定簇与抗体超变区必须紧紧密接触密接触，才能有足够的结合力使抗原抗，才能有足够的结合力使抗原抗体分子结合在一起。体分子结合在一起。二、抗原抗体亲和性和亲和力二、抗原抗体亲和性和亲和力亲和性亲和性 （affinityaffinity）是抗体分子上一个抗原结合点与是抗体分子上一个抗原结合点与对应的抗原表位之间相互适应而存在的引力，是抗原对应的抗原表位之间相互适应而存在的引力，是抗原抗体之间固有的结合力。抗体之间固有的结合力。亲和常数亲和常数亲和性用平衡常数亲和性用平衡常数K K表示表示K K值越大，亲和性越高；亲和性越高，值越大，亲和性越高；亲和性越高，与抗原结合越牢。与抗原结合越牢。亲和力亲和力（avidity）指抗体结合部位与抗原表位之间结合的强度，与抗体结合价直接相关（多价优势）血清学反应条件下，抗原抗体均带负电荷，使极血清学反应条件下，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，成为化的水分子在其周围形成水化层，成为亲水胶体亲水胶体 三、亲水胶体转化为疏水胶体三、亲水胶体转化为疏水胶体 当抗原与抗体结合后，表面电荷减少，水化层变薄；当抗原与抗体结合后，表面电荷减少，水化层变薄；而且由于抗原抗体复合物形成后，与水接触的表面积而且由于抗原抗体复合物形成后，与水接触的表面积减少，由亲水胶体转化为减少，由亲水胶体转化为疏水胶体疏水胶体。在电解质作用下，各疏水胶体之间靠拢，形成可见在电解质作用下，各疏水胶体之间靠拢，形成可见的抗原抗体复合物。的抗原抗体复合物。亲水胶体转化为疏水胶体示意图亲水胶体转化为疏水胶体示意图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 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 一、一、特异性特异性（specificityspecificity）*概念：概念：抗原分子，只能与由它刺激所产生的抗抗原分子，只能与由它刺激所产生的抗 体结合而起反应的专一性能。体结合而起反应的专一性能。*决定因素：决定因素：由抗原决定簇和抗体分子超变区之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。间空间结构的互补性决定的。抗体分子抗体分子N N端可变区形成端可变区形成3nm1.5nm0.7nm3nm1.5nm0.7nm的槽沟，的槽沟，只有与其空间结构互补的抗原决定簇才能如楔状嵌入。只有与其空间结构互补的抗原决定簇才能如楔状嵌入。抗体的结构抗体的结构抗原抗体互补性结合抗原抗体互补性结合 特异性示意图特异性示意图两种不同的抗原物质具有部分相同或类似两种不同的抗原物质具有部分相同或类似结构的抗原表位，则可与彼此相应的抗体结构的抗原表位，则可与彼此相应的抗体反应，为交叉反应反应，为交叉反应Cross-ReactionA B C D anti-Aanti-A anti-Banti-B anti-Canti-C anti-Danti-D ImmunizeImmunize ImmunogenImmunogenCross-reactive antigenCross-reactive antigen A E F G A B C D Reactivity withrabbitantiserum*最适比最适比(optimal ratio)(optimal ratio)或等价点或等价点(equivzlence(equivzlence point)point)最迅速出现沉淀时的抗原抗体的浓度最迅速出现沉淀时的抗原抗体的浓度 比或量比。比或量比。二、比例性二、比例性（proportionalityproportionality）等价带等价带(equivalencezone)(equivalencezone)抗原与抗体分子比抗原与抗体分子比 例合适的范围。例合适的范围。带现象：带现象：AgAg与与AbAb比例不适而不出现可见反应。比例不适而不出现可见反应。*前带前带(prozone)(prozone)抗体过量时。抗体过量时。*后代后代(postzone)(postzone)抗原过量时。抗原过量时。AbAg定量的抗体递增的抗原出现沉淀量最多的管为最适比例管出现沉淀量最多的管为最适比例管Marrack网格学说(lattic theory)比例性示意图比例性示意图抗体过量抗体过量比例合适比例合适抗原的量抗原的量抗原过量抗原过量抗抗体体沉沉淀淀的的量量前带前带等价带等价带后带后带 三、可逆性（三、可逆性（reversibility)reversibility)概念：概念：是指抗原与抗体结合成复合物后，在是指抗原与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性。一定条件下可解离为游离抗原与抗体的特性。解离后抗原抗体仍保持原有特性。解离后抗原抗体仍保持原有特性。解离因素：一是抗体对应抗原的亲和力；解离因素：一是抗体对应抗原的亲和力；二是环境因素（二是环境因素（pHpH、离子强度等、离子强度等)对复合物的影响对复合物的影响第三节第三节 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：抗原：1.1.理化特性理化特性 2.Ag 2.Ag决定簇数量决定簇数量 3.Ag 3.Ag决定簇种类决定簇种类 *抗体：抗体：1.1.来源来源 2.2.特异性与亲和力特异性与亲和力 3.3.浓度浓度二、环境条件：二、环境条件：*电解质：电解质：0.85%NaCl0.85%NaCl*酸碱度：酸碱度：pH6pH69 9*温度：温度：15154040*对照的设置：对照的设置：阳性对照阳性对照 阴性对照阴性对照 空白对照空白对照 标准品对照标准品对照 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.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.免疫标记免疫标记 表表 抗原抗体反应的基本类抗原抗体反应的基本类 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 检测金颗粒沉淀检测金颗粒沉淀 +凝集反应凝集反应 直接凝集试验直接凝集试验 用裸眼、放大镜或显用裸眼、放大镜或显 +间接凝集试验间接凝集试验 微镜观察红细胞或胶微镜观察红细胞或胶 +凝集抑制试验凝集抑制试验 乳等颗粒和各种凝集乳等颗粒和各种凝集 +协同凝集试验协同凝集试验 现象现象 +抗球蛋白试验抗球蛋白试验 +中和反应中和反应 病毒中和试验病毒中和试验 病毒感染性丧失病毒感染性丧失 +毒素中和试验毒素中和试验 外毒素毒性丢失外毒素毒性丢失 +nAffinity The strength of reaction between antibody and antigen at a single antigenic site.Affinity constant Describes the binding interaction between antibody and antigen.Also known as association or equilibrium constant.Antibody An immunoglobulin capable of specific combination with the antigen that caused its production in a susceptible animal.Antigen Any substance foreign to the body that elicits a specific immune response.
