抗体亲和力(Affinity)是指单个抗原结合位点与抗体 Fab 段之间的结合强度,通常用平衡解离常数(KD)表示。KD 值越小(如 pM–nM 级),亲和力越高。下面是目前主流的抗体亲和力检测方法,按原理、灵敏度、通量和应用场景分类:
一、表面等离子共振(SPR)—— 金标准方法
原理
将抗原固定在传感器芯片表面,抗体流过时发生结合,引起折射率变化(以响应单位 RU 表示),实时监测结合/解离过程。
输出参数
ka(结合速率常数,M⁻¹s⁻¹)
kd(解离速率常数,s⁻¹)
KD = kd / ka(平衡解离常数,M)
优点
无需标记(label-free)
实时动力学数据(可区分快结合/慢解离 vs. 慢结合/快解离)
高灵敏度(可达 pM 级)
缺点
仪器昂贵(如 Biacore™, Reichert, Nicoya)
抗原需固定,可能影响构象
需优化固定条件(避免非特异吸附)
应用
抗体药物候选分子筛选(如 ADC、双抗)
表位 binning(结合竞争分析)
二、生物膜干涉技术(BLI)—— 高通量替代 SPR
原理
将抗原或抗体固定在光纤生物传感器 tip 上,结合导致光干涉图谱 shift,实时监测结合信号。
代表平台
FortéBio Octet®(Sartorius)
支持 96 或 384 孔板格式
优点
无需微流控,操作简便
高通量(一次运行测数十个样品)
样品消耗少(~50–200 µL)
缺点
灵敏度略低于 SPR
质量传递效应(mass transport limitation)可能影响动力学准确性
应用
抗体滴度与亲和力初筛
Fc 受体结合、血清稳定性测试
三、酶联免疫吸附试验(ELISA)—— 间接法估算 KD
原理
通过饱和结合曲线拟合估算亲和力:
固定抗原浓度,梯度稀释抗体;
测 OD 值,绘制结合曲线;
用 Scatchard plot 或非线性回归拟合 KD。
优点
设备普及(酶标仪即可)
成本低,适合实验室常规检测
缺点
非实时,仅得表观 KD(受洗涤步骤影响)
无法获得动力学参数(ka/kd)
易受非特异结合干扰
改进方法
Solution Competition ELISA:更接近真实 KD
Homogeneous ELISA(如 AlphaLISA):减少洗涤误差
四、等温滴定量热法(ITC)—— 直接测热力学参数
原理
将抗体逐滴加入抗原溶液,测量结合释放/吸收的热量,直接计算:
KD
ΔH(焓变)
ΔS(熵变)
化学计量比(n)
优点
无需固定或标记
提供完整热力学信息
适用于弱相互作用(KD = µM–mM)
缺点
样品消耗大(mg 级)
灵敏度较低(难测 nM 以下 KD)
实验时间长(>1 小时/样本)
应用
机制研究(如氢键 vs. 疏水作用主导)
小分子-抗体相互作用
五、流式细胞术(Flow Cytometry)—— 细胞表面抗原结合
原理
用荧光标记抗体染色表达抗原的细胞,通过中值荧光强度(MFI)与抗体浓度关系拟合 KD。
优点
在天然膜环境中检测(构象更真实)
可区分活/死细胞
缺点
抗原表达量需均一
荧光淬灭/内化影响准确性
数据分析复杂
应用
CAR-T 靶点亲和力验证
全细胞水平抗体筛选
来源:网络