食品有害微生物检测与控制 .ppt
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1、Zhejiang Pharmaceutical CollegeZhejiang Pharmaceutical College食品有害细菌检测与控制食品有害细菌检测与控制(8)施家威施家威反应抗原抗体Zhejiang Pharmaceutical CollegeCompany Logo1 1、什么是生理生化试验?、什么是生理生化试验?2 2、常见的生理生化试验出现的现象有哪些?常见的生理生化试验出现的现象有哪些?指通过利用生物化学的方法来测定微生物指通过利用生物化学的方法来测定微生物的代谢产物、代谢方式和条件等来鉴别细菌的的代谢产物、代谢方式和条件等来鉴别细菌的类别、属种的试验。类别、属种的试验
2、。Zhejiang Pharmaceutical College 1、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理2、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点3、影响抗原抗体反、影响抗原抗体反应的因素的因素4、免疫学、免疫学检测技技术的的类型型Ag(抗原):Antigen;Ab(抗体):AZhejiang Pharmaceutical College一一、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理 抗原抗体反抗原抗体反应,指抗原与相,指抗原与相应抗体之抗体之间所所发生的生的特异性特异性结合合反反应。主要是指抗原和抗体在主要是指抗原和抗体在体外体外结合合所表所表现的反的反应。由于抗体主要存在于血清中,所以。由于抗
3、体主要存在于血清中,所以体外体外实验中的抗原抗体反中的抗原抗体反应曾称作曾称作血清学反血清学反应(serological reaction)。但是随着。但是随着免疫学的免疫学的发展,血清学的含展,血清学的含义已不能概括目已不能概括目前的研究内容,前的研究内容,现在多以抗原抗体反在多以抗原抗体反应代替代替血清学反血清学反应一一词。Zhejiang Pharmaceutical College一一、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理静静电引力引力(electrostatic forces)范德范德华引力引力:作用最小作用最小(van der Waals interactions)氢键:最具特异性
4、最具特异性(hydrogen bond)疏水作用力疏水作用力:作用最大作用最大 1、抗原抗体结合力抗原抗体结合力(hydrophobic interactions)Zhejiang Pharmaceutical College一一、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理1.1 静静电引力引力 抗原和抗体分子抗原和抗体分子带有相反有相反电荷的氨基和荷的氨基和羧基基基基团之之间相互的引力,称相互的引力,称为静静电引力,引力,又称又称库伦引力。引力。抗原抗体结合力抗原抗体结合力离子键强度的大小与两个相互作用基团间的距离的离子键强度的大小与两个相互作用基团间的距离的平方成反比。平方成反比。Zhejian
5、g Pharmaceutical College一一、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理1.2范德范德华引力引力v概念:抗原和抗体相互接近时,各自所携带的概念: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原子与原子、分子与分子由于分子极化作用而出现的引力。出现的引力。抗原抗体结合力抗原抗体结合力 作用大小取决作用大小取决于二者分子空间于二者分子空间构型的互补性构型的互补性 结合力的大小与两个结合力的大小与两个相互作用基团的极化程相互作用基团的极化程度的乘积成正比、与它度的乘积成正比、与它们之间距离的们之间距离的7 7次方成次方成反比。反比。Zhejiang Ph
6、armaceutical College一一、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理1.3氢键结合力合力 供供氢体上的体上的氢原子与受原子与受氢体原子体原子间的引力。的引力。羧基、氨基和基、氨基和羟基是主要供基是主要供氢体,而体,而羧基氧、基氧、羧基碳和基碳和肽键氧等原子是主要受氧等原子是主要受氢体。体。抗原抗体结合力抗原抗体结合力 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)结合)Zhejiang Pharmaceutical Coll
7、ege一一、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理1.4 疏水作用力疏水作用力 两个疏水基两个疏水基团在水溶液中相互接触在水溶液中相互接触时,由于,由于对水分子排斥而水分子排斥而趋向聚集的力。向聚集的力。抗原抗体结合力抗原抗体结合力 结合力最强,约占结合力最强,约占总结合力的总结合力的5050。Zhejiang Pharmaceutical College一一、抗原抗体反、抗原抗体反应的原理的原理范德华力静电引力抗原疏水作用力排斥水抗体氢键结合力HH-+抗原抗体结合力抗原抗体结合力-+Zhejiang Pharmaceutical College一、抗原抗体反一、抗原抗体反应的原理的原理2.1亲
8、和力和力(affinity)抗体分子上一个抗原抗体分子上一个抗原结合点与合点与对应的抗原决定簇之的抗原决定簇之间相适相适应而存在着的引力,是抗原抗体而存在着的引力,是抗原抗体间固有的固有的结合力合力抗原抗体的亲和力和亲合力抗原抗体的亲和力和亲合力2、抗原抗体的、抗原抗体的亲和力和和力和亲合力合力Zhejiang Pharmaceutical CollegeCompany Logo12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,在平衡时其抗体与抗原结合是可逆的反应,在平衡时其Zhejiang
9、Pharmaceutical College一、抗原抗体反一、抗原抗体反应的原理的原理2.2亲合力合力(avidity)抗原抗体的亲和力和亲合力抗原抗体的亲和力和亲合力亲合力(亲合力(avidityavidity):是指一个抗体分子与是指一个抗体分子与整个抗原表位之间结合的强度,与抗体结合价整个抗原表位之间结合的强度,与抗体结合价直接相关。另外也与亲和力强弱有关。直接相关。另外也与亲和力强弱有关。Zhejiang Pharmaceutical College一、抗原抗体反一、抗原抗体反应的原理的原理3、亲水胶体水胶体转化化为疏水胶体疏水胶体 抗体和大多数抗原同属蛋白抗体和大多数抗原同属蛋白质。
10、在通常的血清。在通常的血清学反学反应条件下均条件下均带有有负电荷,使极化的水分子在荷,使极化的水分子在其周其周围形成水化形成水化层,成,成为亲水胶体,因此蛋白水胶体,因此蛋白质不会自行凝集出不会自行凝集出现沉淀。当沉淀。当Ag与与Ab结合后,表合后,表面面电荷减少,水化荷减少,水化层变薄;而且由于薄;而且由于Ag-Ab复合复合物形成后,与水接触的表面物形成后,与水接触的表面积减少,由减少,由亲水胶体水胶体转化化为疏水胶体。此疏水胶体。此时在在电解解质(如如NaCl)的作的作用下,使各疏水胶体之用下,使各疏水胶体之间进一步靠一步靠拢、沉淀,形、沉淀,形成可成可见的的Ag-Ab复合物。复合物。Zh
11、ejiang Pharmaceutical College一、抗原抗体反一、抗原抗体反应的原理的原理亲水胶体转化为疏水胶体亲水胶体转化为疏水胶体可见反应可见反应抗原抗体复合物抗原抗体复合物 (疏水胶体疏水胶体)电解质电解质 抗原抗原(亲水胶体亲水胶体)抗体抗体(亲水胶体亲水胶体)+Zhejiang Pharmaceutical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点特异性特异性 可逆性可逆性比例性比例性 阶段性阶段性Zhejiang Pharmaceutical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点1、特异性、特异性特异性:特异性:抗原与抗体抗原与抗体结合
12、反应的专一性结合反应的专一性分子基础分子基础:抗原表位与抗抗原表位与抗体分子高变区之间空间体分子高变区之间空间构型的互补性构型的互补性抗原抗体反应特异性示意图抗原抗体反应特异性示意图 由于抗原抗体反应具有由于抗原抗体反应具有高度特异性,故可用已知高度特异性,故可用已知的抗原(抗体)来检测相的抗原(抗体)来检测相应未知的抗体(或抗原)。应未知的抗体(或抗原)。Zhejiang Pharmaceutical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点交叉反交叉反应(cross reactions)两种不同的抗原分子具有部分相同或类似结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
13、,可与彼此相应的发生反应构的抗原表位,可与彼此相应的发生反应特异性Zhejiang Pharmaceutical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点2、可逆性、可逆性可逆性:可逆性:抗原与相应抗体结合成复合物后,在一抗原与相应抗体结合成复合物后,在一定条件下又可解离为游离抗原与抗体的特性定条件下又可解离为游离抗原与抗体的特性 影响因素影响因素:抗体对相应抗原的亲合力(亲合力越高,抗体对相应抗原的亲合力(亲合力越高,结合越牢固,越不易解离结合越牢固,越不易解离 )环境因素对复合物的影响环境因素对复合物的影响pHpH、离子强度、离子强度 Zhejiang Pharmaceut
14、ical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点3、比列性、比列性 Ag Ag与与AbAb的结合常需适当比例才出现可见反的结合常需适当比例才出现可见反应,在最适比例时反应最明显;应,在最适比例时反应最明显;这种现象这种现象可以用可以用“格子学格子学说说”来解释:来解释:Ab(IgG)Ab(IgG)为二价,为二价,AgAg通常为多价,通常为多价,只有只有AgAg,AbAb结合结合形成大的复合物,形成大的复合物,肉眼才可见。肉眼才可见。Zhejiang Pharmaceutical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点 只有当只有当AgAg与与AbAb比例适当
15、时,才能形成大比例适当时,才能形成大的复合物,比例不适当,就只能形成小的复合物的复合物,比例不适当,就只能形成小的复合物而抑制反应现象的出现,此所谓带现象;而抑制反应现象的出现,此所谓带现象;前带现象:前带现象:AbAb过剩,过剩,AgAg过少;过少;稀释稀释AbAb,凝集反应常见;,凝集反应常见;后带现象:后带现象:AgAg过剩,过剩,AbAb过少;过少;稀释稀释AgAg、沉淀反应常见。、沉淀反应常见。比例性Zhejiang Pharmaceutical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点 比例性沉淀的抗体量抗原量抗原抗体反应与沉淀形成Zhejiang Pharmace
16、utical College二二、抗原抗体反、抗原抗体反应的特点的特点4、阶段性段性第一阶段:特异性结合阶段,反应快,不可见第一阶段:特异性结合阶段,反应快,不可见 第二阶段:反应可见阶段,反应慢,出现凝集、第二阶段:反应可见阶段,反应慢,出现凝集、沉淀和细胞溶解等现象沉淀和细胞溶解等现象 Zhejiang Pharmaceutical College三、影响抗原抗体反三、影响抗原抗体反应的因素的因素抗原、抗体反应物的自身因素抗原、抗体反应物的自身因素环境因素环境因素Zhejiang Pharmaceutical College三、影响抗原抗体反三、影响抗原抗体反应的因素的因素1、反、反应物自
17、身因素物自身因素抗原抗原:理化性状、表位种类和数目理化性状、表位种类和数目抗体抗体:来源、特异性、亲和性、效价来源、特异性、亲和性、效价Zhejiang Pharmaceutical College三、影响抗原抗体反三、影响抗原抗体反应的因素的因素1、反、反应物自身因素物自身因素1.11.1 抗原抗原 抗原的理化性状、抗原决定簇的数目和种类均抗原的理化性状、抗原决定簇的数目和种类均可影响血清学反应结果可影响血清学反应结果 例如,可溶性抗原与相应抗体反应出现沉淀,例如,可溶性抗原与相应抗体反应出现沉淀,而颗粒性抗原与相应抗体反应则出现凝集;单价而颗粒性抗原与相应抗体反应则出现凝集;单价抗原与抗体
18、结合不出现可见反应;粗糙型细菌在抗原与抗体结合不出现可见反应;粗糙型细菌在生理盐水中易出现自凝;红细胞与生理盐水中易出现自凝;红细胞与IgGIgG类抗体结类抗体结合不出现直接凝集等。合不出现直接凝集等。Zhejiang Pharmaceutical College三、影响抗原抗体反三、影响抗原抗体反应的因素的因素反应物自身因素1.21.2 抗体抗体 抗体对反应的影响表现在以下三个方面抗体对反应的影响表现在以下三个方面:(1)(1)来源来源:来自不同动物的免疫血清,其反应性有来自不同动物的免疫血清,其反应性有差异。家兔等差异。家兔等大多数动物的免疫血清具有较宽的等大多数动物的免疫血清具有较宽的等
19、价带价带,通常在抗原过量时才易出现可溶性免疫复合,通常在抗原过量时才易出现可溶性免疫复合物;马等大动物和人的免疫血清等价带较窄,少量物;马等大动物和人的免疫血清等价带较窄,少量的抗原或抗体过剩,均可形成可溶性免疫复合物;的抗原或抗体过剩,均可形成可溶性免疫复合物;家禽免疫血清不能结合哺乳动物的补体,并且在高家禽免疫血清不能结合哺乳动物的补体,并且在高盐浓度(盐浓度(8.5%NaCl8.5%NaCl)溶液中沉淀现象明显。单克)溶液中沉淀现象明显。单克隆抗体一般不适用于沉淀反应或凝集反应。隆抗体一般不适用于沉淀反应或凝集反应。Zhejiang Pharmaceutical College三、影响抗
20、原抗体反三、影响抗原抗体反应的因素的因素反应物自身因素(2)(2)特异性与亲和力特异性与亲和力 特异性和亲和力是影响血清学反应的两个关特异性和亲和力是影响血清学反应的两个关键因素,它们共同影响试验结果的准确程度。键因素,它们共同影响试验结果的准确程度。免疫动物早期获得的抗血清特异性较好,但免疫动物早期获得的抗血清特异性较好,但亲和力低;后期获得的抗血清一般亲和力较高,但亲和力低;后期获得的抗血清一般亲和力较高,但长期免疫易使免疫血清中抗体的类型和反应性变得长期免疫易使免疫血清中抗体的类型和反应性变得更为复杂。更为复杂。因此,用于检验的试剂必须尽量选用特异性高、因此,用于检验的试剂必须尽量选用特
21、异性高、亲和力强的抗体,才能保证和提高试验结果的可靠亲和力强的抗体,才能保证和提高试验结果的可靠性。性。Zhejiang Pharmaceutical College三、影响抗原抗体反三、影响抗原抗体反应的因素的因素反应物自身因素(3 3)浓度)浓度:抗体的浓度往往是与抗原相对而言。合适的抗体的浓度往往是与抗原相对而言。合适的浓度才出现明显的反应现象。因此许多试验应进行浓度才出现明显的反应现象。因此许多试验应进行抗体预滴定,找出最适反应浓度抗体预滴定,找出最适反应浓度Zhejiang Pharmaceutical College三、影响抗原抗体反三、影响抗原抗体反应的因素的因素2、环境因素境因
22、素2.12.1 电解质电解质 抗原抗体结合后由亲水性变为疏水性,此时抗原抗体结合后由亲水性变为疏水性,此时易受电解质影响,如有适当浓度电解质存在,就会易受电解质影响,如有适当浓度电解质存在,就会使抗原抗体失去一部分电荷而相互凝集或沉淀,出使抗原抗体失去一部分电荷而相互凝集或沉淀,出现可见反应现可见反应;若无电解质存在,则不出现可见反应。若无电解质存在,则不出现可见反应。通常在血清学试验中,以通常在血清学试验中,以0.85%NaCl0.85%NaCl溶液作为抗原溶液作为抗原抗体的稀释液及反应液,其中抗体的稀释液及反应液,其中Na+Na+和和Cl-Cl-可分别中和可分别中和胶体颗粒上的电荷,使胶体
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