抗原和相应的抗体能发生特异性结合，在一定条件下可以出现肉眼可见的反应。由于抗体主要存在于动物血清中，通常以动物血清作为反应中的抗体因子，因此习惯上将体外的抗原抗体反应又称为血清学反应。在试验检验中，经常采用已知抗体来鉴定未知抗原，也常用已知的抗原来检验未知抗体（血清）。血清学方法不仅可用于抗原或抗体的定性检验，也可用于血清效价或病毒抗原毒价测定的定量分析。
第一节凝集类试验
某些微生物颗粒性抗原的悬液或表面覆盖有抗原的颗粒状物质，与含有相应的特异性抗体血清或红细胞混合，在一定条件下结合凝集成肉眼可见的凝集物，这种现象称为凝集（agglutination）或直接凝集（direct agglutination）。凝集中的抗原称为凝集原（agglutinogen），对应物抗体称为凝集素（agglutinin）。凝集反应是早期建立起来的四个古典的血清学方法（凝集反应、沉淀反应、补体结合反应和中和反应）之一，在微生物学和传染病诊断中有广泛的应用。按凝集素的不同，分为普通凝集和红细胞凝集；普通凝集按操作方法又分为试管法、玻板法、玻片法和微量法等。
普通凝集反应用于测定血清中抗体含量时，将血清连续稀释（一般用倍比稀释）后，加定量的抗原；测抗原含量时，将抗原连续稀释加定量的抗体。抗原抗体反应时，出现明显反应终点的抗血清或抗原制剂的最高稀释度称为效价或滴度（titer）。红细胞凝集反应又分为红细胞凝集试验和红细胞凝集抑制试验。
一、普通凝集试验
1.试管凝集试验试管凝集试验是一种定量试验。用已知抗原测定受检血清中有无某种抗体及其滴度，以诊断传染病或作流行病学调查。常用于诊断布氏杆菌病和马副伤寒性流产等。现以布氏杆菌病的试管凝集反应为例说明。
1.1材料准备
1.1.1抗原：由国家批准生产单位生产供应。本抗原是将布氏杆菌死菌体悬浮于0.5%石炭酸生理盐水中制成。我国的抗原是用国际标准阳性血清标定制成的，抗原的1：20稀释液对国际标准阳性血清凝集价恰为1：1000“++”。
1.1.2被检血清：按常规的采血技术对被检动物采血并分离血清。被检血清必须新鲜无明显蛋白凝固，无溶血现象和腐败气味。加人防腐剂的血清自采血之日起，最迟于15日内检验。
1.1.3阳性血清和阴性血清：由国家批准生产单位生产供应。
1.1.4试验用稀释液：0.5％石炭酸生理盐水：化学纯石炭酸5g和化学纯氯化钠8.5g加蒸馏水到1000ml，经高压灭菌后备用；10％浓盐水：化学纯氯化钠100g加蒸馏水1000ml，经高压灭菌后备用。检查羊血清时，用10%浓盐水作为稀释液。
1.2操作方法及步骤
1.2.1血清的稀释原则和方法：被检血清的稀释度，牛、马和骆驼用1：50、1：100、1：200和1：400四个稀释度；猪、山羊、绵羊和狗用1：25、1：50、1：100和1：200四个稀释度。大规模检疫时也可只用前两个稀释度。血清稀释方法如下（以猪羊为例）：
每份血清用5支小试管（口径8～10mm）立于试管架上，第一管加入2.3ml石炭酸生理盐水，第二管不加，第三、四和第五管各加入0.5ml。用lml吸管吸取被检血清0.2mL，加人第一管中，混合均匀后，以该吸管吸取混合液分别加入第二管和第三管，每0.5ml。以该吸管将第三管的混合液混匀吸取0.5ml加人第四管混匀后，又从第四管吸0.5ml加入第五管，第五管混匀后弃去0.5ml。
1.2.2加人抗原：以0.5％石炭酸生理盐水，将抗原原液作20倍稀释（如果血清用10％浓盐水稀释，抗原原液亦须用10％的盐水稀释），然后加人上述各管（第一管不加，留作血清蛋白凝集对照），每管0.5ml，振摇均匀。加人抗原后，第二管至第五管各管混合液的容积均为lml，血清稀释度从第二管起依次为1：25、1：50、1：100、1：200。
牛、马和骆驼血清稀释和加抗原法与上述一致，不同的是，第一管加2.4ml 0.5%石炭酸生理盐水和0.1ml受检血清。
1.2.3实验的对照系统：每次试验至少须作3种对照（各1份）。
阴性血清对照：阴性血清的稀释和加抗原的方法与受检血清同。
阳性血清对照：阳性血清对照须稀释到其应用的滴度，加抗原的方法与受检血清相同。
抗原对照：加1：20抗原稀释液0.5ml于试管中，再加0.5ml上述试验用盐水。
全部试管经充分振荡后置37～38℃恒温箱中培养22～24h（或置37～38℃温箱中感作4-10h，再置室温18～24h，总计为28h），判定结果。
1.3判定标准：根据反应的有无及其强度进行判定，以各管中上层液体的清亮度记录凝集反应的强度（凝集价），特别是50％清亮度（即“++”的凝集）对判定结果关系很大，需用比浊，对照判定，并以-、+、++、+++、++++记录结果。
-：细菌不被凝集，液体混浊、无透明度，管底无伞状沉淀，但由于菌体自然下沉，出现圆点状沉淀，振荡时复呈均匀混浊状态。
+：25％菌体凝集，液体透明不明显（25％清亮），管底有少许不明显的伞状物。
++：50％菌体凝集，液体中等混浊（50％清亮），管底有中等量的伞状沉淀，呈小絮片状。
+++：75％菌体凝集，液体几乎透明（75％清亮），管底有明显的伞状沉淀
振荡时呈小或大絮片状。
++++：100％菌体凝集，液体完全透明（100％清亮），管底出现大片的伞状沉淀，振荡时呈大絮片状，但可打碎成小絮片状。
出现++以上凝集的血清最高稀释度即为该血清的凝集价。
1.4结果判定
牛、马、骆驼血清在l：100稀释达++或以上凝集而猪、羊血清在1：50稀释达++或以上凝集时，判为阳性反应；牛、马、骆驼1：50稀释，猪、羊1：25稀释呈++及以上凝集时判为疑似反应，须再作一次检查。如仍为疑似反应时，而该畜群既无本病临床病例，又无流行病学证明，几次检查从未出现过阳性反应动物，可终判为阴性。
2.定量玻板凝集试验（以布氏杆菌病为例）
2.1试验材料
2.1.1抗原：由国家批准生产单位生产供应，按说明书使用。
2.1.2受检血清：处理方法与上一实验相似，但在试验前须置于室温使其温度达至20℃左右。
2.1.3阴、阳性血清：由国家批准生产单位生产供应。
2.2操作方法：取洁净玻璃板一块，用玻璃铅笔划成约4cm2小格并注明受检血清号码，每一血清用4格。用0.2ml吸管吸取血清，按0.08ml，0.04ml，0.02ml和0.01ml加4小格内，每一检样需换1只吸管。每格滴加0.03ml平板抗原，用牙签或火柴梗自血清量最少的一格开始，依次向前搅拌混合完毕后，将玻璃板置凝集反应箱上，温度不得超过37℃，于3～5min内判定结果。每次试验用1～2份已知阴、阳性血清作对照反应。
2.3判定标准及结果判定
-：无凝集现象，液体均匀混浊。
+：25％菌体凝集，仅可勉强看到粒状物，液体混浊。
++：50％菌体凝集，有可见凝集块，液体不甚透明。
+++：75％菌体凝集，有明显凝集块，液体几乎完全透明。
++++：100％菌体凝集，出现大的凝集片或粒状物，液体完全透明。
牛、马、骆驼血清0.02ml呈++或以上凝集而猪、羊血清0.04ml呈++或以上凝集，判为阳性；牛、马、骆驼0.04ml，猪、羊0.08ml呈++凝集时判为疑似。复检的要求和终判标准同试管法。
3.定性玻片凝集试验：定性玻片凝集试验，既可用于布氏杆菌病等抗体检测，又可用于沙门氏菌（如禽白痢）等细菌鉴定。
布氏杆菌病抗体检测：取布氏杆菌虎红平板试验抗原与被检血清各0.03ml，于载玻片上充分混合，于4min内直接判定结果，产生任何程度的凝集均为阳性，完全不凝集者为阴性。
沙门氏菌鉴定：于洁净的载玻片上滴加1滴沙门氏菌因子血清，再用铂金耳钩取待鉴定细菌培养物适量，置于载玻片上的因子血清液滴中，混合均匀后观察结果。同时于载玻片另一端滴加1滴生理盐水，同样钩取该细菌培养物混匀于其中。如在1—3min内，作为对照的生理盐水滴仍呈均匀混浊状态，而因子血清滴的细菌被凝成明显可见的絮片或粒状物，液体变为透明，则即证明被检查的细菌培养物与已知的因子血清相同。
鸡呼吸道支原体病全血凝集试验：在载玻片上滴加2滴抗原，再加1滴被检鸡的新鲜血液，混合后轻轻摇动玻片，1—2min后判定结果：
-：血滴不出现凝块或颗粒，仅在液体边缘出现紫色色带。
±：血滴边缘有明显的颗粒状凝集，或在2min以后出现凝集颗粒。
+：2min内出现凝集颗粒。
++：2min内出现比较明显的凝集颗粒或小凝块。
+++：2min内出现较大的凝块。
++++：2min内出现明显大凝块。
按++以上的反应强度，判为阳性。
4.微量凝集试验：微量凝集试验是一种简便的定量试验，尤其是进行大规模的流行病学调查，更为适用。选用U型或V型96孔微量反应板，以稀释棒将待检血清在反应板上作系列稀释，随后滴加抗原液，振荡混合后静置4～5h判定，以出现++的最高血清稀释度为微量凝集试验滴度。
5.注意事项：凝集反应是抗原与抗体反应，受许多因素的影响，试验中应注意：
5.1防止被检血清冻结和受热，以免影响凝集价；
5.2试管凝集反应时，凝集价高的血清在最初一两管往往由于抗体过剩而抑制凝集，即前带现象；
5.3试管凝集试验，根据抗原种类不同反应条件略有差异，如肠道细菌的H抗原通常用52℃水浴2h，布氏杆菌凝集反应有时用37℃24h判定结果；
5.4某些细菌（如R型细菌）当制成细菌悬液时很不稳定，在没有特异性抗体下，亦可发生凝集，谓之自凝。某些理化因素亦可引起非特异性凝集，pH降至3.0以下时，即可引起抗原悬液的自凝，称为酸凝集。因此，试验时必须设置阳性血清、阴性血清和抗原等对照；
5.5玻板凝集、玻片凝集试验应当在20℃以上室温条件下进行；
5.6试验中所用试管、吸管、玻板、玻片等必须清洁。
二、血凝和血凝抑制试验
某些病毒或病毒的血凝素，能选择性地使某种或某几种动物的红细胞发生凝集，这种凝集红细胞的现象称为血凝（hemagglutination，HA），也称直接血凝反应。当病毒的悬液中先加入特异性抗体，且这种抗体的量足以抑制病毒颗粒或其血凝素时，则红细胞表面的受体就不能与病毒颗粒或其血凝素直接接触。这时红细胞的凝集现象就被抑制，称为红细胞凝集抑制（hemagglutination ingibition，HI）反应，也称血凝抑制反应。
血凝的原理因不同病毒而有所不同，如痘病毒对鸡的红细胞发生凝集并非是病毒的本身，而是痘病毒的产物类脂蛋白的作用。而流感病毒的血凝作用是病毒囊膜上的血凝素与红细胞表面的受体糖蛋白相互吸附而发生的。
病毒的血凝现象大致可以分为3种类型：
可逆转型：血凝素与病毒颗粒易分开，经超速离心后，病毒颗粒沉淀于管底，血凝素则游离于上清液内。这种血凝素凝集红细胞的现象是可逆的，即被凝集的红细胞释放了吸附于表面的血凝素后，可再与该血凝素发生凝集，如天花、鼠疫等。
不可逆转型：血凝素与病毒颗粒结合得比较紧密，不经过特殊处理血凝素不能与病毒颗粒分开，这种病毒引起的红细胞凝集，是不可逆转的。在一定的温度（37℃）下，病毒释放出一种能破坏红细胞表面受体糖苷键的N-乙酰神经氨酸酶，当病毒颗粒从红细胞表面游离出来后红细胞表面受体已被破坏而失去了再凝集病毒的能力，如流感病毒、鸡新城疫病毒等。
凝集条件严格型：有些病毒及其血凝集红细胞的条件很严格，不仅对不同种动物的红细胞有严格的选择，即使对同种动物，由于性别和年龄的不同，对红细胞的凝集性能亦有差异。如流行性乙型脑炎对公鹅的红细胞凝集性能比对经产老龄母鹅的红细胞凝集性能好，除此之外，病毒颗粒或其血凝素凝血时对缓冲液的pH、温度及盐浓度等的要求均很严格。
血凝和血凝抑制试验有常量和微量法，它们除了用量和用具有所不同之外，其他如试验方法、程序、参与要素及其浓度、pH、作用时间、温度和判定等都一样。常量法各要素用量为0.25ml，在5×10孔的血凝板上进行。微量法各要素用量为25ul，在96孔V型微量血凝板上进行，微量法省时、省料、高效。目前为各国广泛使用。
1.材料的准备
1.1器材：5×10孔血凝板、96孔V型微量血凝板，微量加样器、各种规格的吸管、移液器及吸头等。
1.2各种溶液的配制