抗原（antigen，縮寫Ag）指能夠刺激機體產生（特異性）免疫應答，并能與免疫應答產物抗體和致敏淋巴細胞在體外結合，發生免疫效應（特異性反應）的物質。抗原分子表面的有限部位能與抗體分子結合，稱此部位為抗原決定簇（antigen determinant）或表位（epitope）。因此抗原的抗原性主要決定于抗原分子的化學性質。如抗原為蛋白質分子，其抗原性可決定于其氨基酸序列或其空間構型。
抗原分子的B細胞決定簇大小不同，其最大表面積約為50～70mm約由4～6氨基酸殘基或糖基組成。100個氨基酸殘基多肽可有14到20個非重疊決定簇，由線狀排列彼此相鄰的氨基酸組成，故稱為線性或連續性決定簇。而球蛋白是有三維空間的折疊肽鏈，故其大多數決定簇被掩蓋在內部，可稱為隱蔽性決定簇。只存在于其表面的決定簇可被免疫細胞識別，或與抗體結合者稱為功能性決定簇（圖）。組成這種決定簇的氨基酸，是由折疊的肽鏈將有同位置的氨基酸使之相鄰成為有一定空間構型的決定簇，故稱為構像決定簇或不連續決定簇。現已證明抗原分子的抗原性是由其組成的氨基酸予列、空間構型及其決定簇片段的移動決定的。
許多天然物質可誘導免疫應答，其中大分子蛋白質和多糖具有強免疫原性，小分子多肽及核酸也具有免疫原性。
1化學組成
大分子蛋白質，分子量大于10000者，可含有大量不同的抗原決定簇，是最強的免疫原。如異種血清蛋白、酶蛋白及細菌毒等，是強免疫原蛋白質的例子。
多糖是重要的天然抗原，純化多糖或糖蛋白、脂蛋白以及糖脂蛋白等復合物中的糖分子部分都具有免疫原性。在自然界，許多微生物有富含多糖的莢膜或胞壁，細菌內毒素是脂多糖，以及一些血型抗原（A、B、C、H）也是多糖。
核酸分子多無免疫原性，但如與蛋白質結合形成為核蛋白則有免疫原性。在自身免疫病中，可見對天然核蛋白誘導的免疫應答產生的抗DNA或RNA抗體。
此外，多肽類激素如胰島素雖為小分子量（6000）亦具有免疫原性。來自一種動物的胰島素，如長期用于另一種動物，亦能誘導免疫應答產生抗體。
2分子量
凡具有免疫原性的物質，其分子量都較大，一般在1萬以上，小于1萬者呈弱免疫原性，低于4000者一般不具有免疫原性。許多小的免疫性原性分子可激發細胞免疫，而不產生抗體。亦有大分子量物質，如明膠分子量可達10萬，但因其為直鏈氨基酸結構，易在體內降解為低分子物質，所以呈弱免疫原性。可見免疫原性除與分子量有關外，還與其化學結構相關。
3化學結構
在蛋白質分子中，凡含有大量芳香族氨基酸，尤其是含有酷氨酸的蛋白質，其免疫原性強；而以非芳香族氨基酸為主的蛋白質，其免疫原性較弱。蛋白質和多糖抗原，凡結構復雜者免疫原性強，反之則較弱。其復雜性是由氨基酸和單糖的類型及數量等決定的。如聚合體蛋白質分子較單體可溶性蛋白質分子的免疫原性強。
自發現抗體后，用血清學方法在體外實驗，證明了天然抗原與其相應抗體發生特異性結合，這是一個重要的免疫學現象，稱這種特性為抗原的抗原性。在早期由于尚未建立對蛋白質抗原進行分析的方法，為研究抗原性的化學本質造成了困難。奧地利免疫化學家Landsteiner在本世紀20年代創建了人工結合抗原，并應用血清學方法對抗原性的化學本質進行了系統的研究，為抗原、抗體的相互作用提供了大量知識，為天然抗原化學性質的研究奠定了基礎。
抗原在診斷工業的用途，一方面是與前文抗體的用途相對，用來檢測抗體如自身抗體、傳染性疾病抗體等，另一方面廣泛地應用于試劑盒的標準品、質控品和校準品的制備，對血液樣本中的待測抗原進行定量。
抗原產品主要分為天然抗原、重組抗原、合成抗原等。天然抗原可取自動物組織、微生物培養物等，需經提取純化才能使用；重組抗原是抗原基因在質粒體中表達的蛋白質抗原，多以大腸桿菌或酵母菌為質粒體。重組抗原的優點是除工程菌成分外，其他雜質少，而且無傳染性，但純化技術難度較大。重組抗原的另一特點是能用基因工程制備某些無法從天然材料中分離的抗原物質。合成多肽抗原是根據蛋白質抗原分子的某一抗原決定簇的氨基酸序列人工合成的多肽片段。多肽抗原一般只含有一個抗原決定簇，純度高，特異性也高，但由于分子質量太小，往往難以直接吸附于固相上。多肽抗原的包被一般需先使其與無關蛋白質如牛血清白蛋白等偶聯，借助于偶聯物與固相載體的吸附，間接的結合到固相載體表面。
抗原性能的核心是對其在待測樣本中存在形式的真實模擬。在工業生產中，抗原作為免疫原也決定了由其產生的抗體的關鍵性能，如特異性和靈敏度。不同抗原的比較如下圖。
抗原作為主要的核心原材料，對于整個免疫檢測分析系統有著至關重要的影響。除去試劑制備工藝外，抗原自身的性能可在很大程度上決定著檢測試劑的質量。目前，衡量抗原質量的技術指標沒有統一標準，但是可以大概總結為生物活性、純度、批間差、穩定性等。
抗原的生物活性首先要求該產品與臨床樣本中的天然抗原具有高度一致的免疫化學特性，除了具備相同的氨基酸殘基數、相同的分子量，還需要有相同的空間構象和修飾。為獲得優質的抗原，原料生產廠家往往需要先對樣本中天然抗原的存在形式進行深入研究，如微生物致病株的特異性抗原表位、人體內天然蛋白在臨床樣本中的存在形式、在檢測體系中存在的干擾因素等等，從而設計該抗原的研發和生產路徑——進行天然提取或重組、合成；采用原核細胞或真核細胞表達；以游離形式或多聚體形式甚或帶有載體；甚至產品以凍干粉、凍液或液體形式交付，都可能影響抗原的生物活性，需經過原料廠商嚴謹細致的反復驗證。
關于純度，與抗體一樣，當抗原作為原料用于檢測抗體時，往往需要先將抗原進行修飾，當抗原純度不夠時，會導至其他雜蛋白被一起偶聯于固相介質或者標記物上，從而影響了試劑的反應性能，如特異性、反應信號、背景值等。抗原的純度測定主要有SDS-PAGE電泳后的條帶掃描和HPLC測試等。
重復性/批間差，是指每批次產品的可重復性。重復性則是保證體外診斷試劑降低批間差異并且穩定生產的前提條件。另外，如前所述，重復性和生產工藝密切掛鉤，因此也是體現抗原質量的關鍵指標。
穩定性是指在特定的儲存條件下，一定時間內抗原保持其活性的能力。抗原不像抗體那么穩定，為保持抗原的穩定性，多數供應商提供的抗原的儲存條件為-20℃或-70℃，或4度儲運的凍干粉，并強調抗原稀釋分裝后應冷凍保存。而抗原制備產品的穩定性由含各種保護成分如BSA、尿素、或商用蛋白穩定劑保駕護航，該類Buffer往往也成為診斷試劑公司秘而不宣的核心競爭力之一。
采購抗原制定質量標準時，一般重點包含以下幾個方面：
性狀：澄清均一的液體或溶解/復溶后為澄清均一的液體，不應含有異物、渾濁或搖不散的沉淀或顆粒。（部分抗原天然存在微白或渾濁現象，廠家一般有說明）
純度與分子量：純度標準按需設定，純度越高價格越高；采用SDS-PAGE凝膠電泳確定純度與分子量。
生物安全性：人源抗原務必要求原料供應商確保HBsAg、HCV、HIV、TP呈陰性。
效價和功能性實驗：建議試劑廠商與原料供應商協商確定基準批次，對新批次的功能性實驗以與基準批次的平行對照結果為依據進行驗收。
1. 酶
2.1生化酶
酶是體外診斷工業的重要原料，是臨床化學和分子診斷的核心原料，也是免疫診斷中酶-底物信號體系中不可或缺的成分。本小節主要介紹作為臨床化學核心原料的生化酶和作為分子診斷核心原料的分子診斷酶、引物、探針及相關產品。
酶是生物催化劑，是由組織細胞合成的、具有生物催化功能的蛋白質（少數是核酸），對化學反應有強的催化性，對底物有極高的選擇性（包括對底物的種類，底物的區域，位點和立體的選擇性），一種酶只能夠催化一種底物的一種反應，反應的轉化率和產率很高，幾乎沒有副反應。酶的特性使得其在臨床檢驗，化學分析和特定產品生產上優勢遠遠超過其他化
學方法。人體內只有酶存在才能進行各項生化反應，所以人體內的新陳代謝和酶的催化息息相關。一般來說，健康人體內酶活性和酶量相對恒定，當人體某些器官和組織發生病變時，特定的酶被釋放入血、尿或體液中，與之相關的酶量或者活性會發生相應的變化。例如，當胰腺發生急性病變時，脂肪酶大量釋放入血，其血清表達水平和胰腺炎病情嚴重程度有一定的相關性，早期檢測血清脂肪酶可以較好地區分急性和非急性胰腺炎。因而使用相應的工具酶檢驗試劑盒等診斷工具測定血、尿或體液內酶量或者活性變化，可以診斷某些疾病。
人類使用酶的歷史源遠流長。相傳夏禹時期，我國人民就發明了釀酒，后來又開始用豆發酵做成醬油等，在公元前6世紀，我國已經開始用曲治療腸胃病，這估計是人類最早將酶應用于疾病治療。19世紀初，科學家們發現胃液可以消化肉塊，植物提取物或者唾液可以將淀粉轉化成糖，但是他們并不清楚具體是什么物質在起作用。法國化學家Louis Pasteur 在研究淀粉轉化成糖，又經過酵母作用發酵成酒精的過程中，他提出這種發酵是由酵母中的一種活性物質催化的，他將這種物質稱之為酵素（ferment）。現在日語中酶就是“酵素”二字，一些歐洲國家仍然沿用了酵素一詞，立陶宛有一個做酶的公司名字就是Fermentas，后來被Thermofisher收購。1878年，德國生理學家Wilhelm Kühne第一次將這種物質稱之為Enzyme，源于希臘語：ενζυμον，意為發酵中，用來描述這個催化過程。1926年，美國科學家J.B.Sumner從刀豆中提取出脲酶，并證實脲酶其實是一種蛋白質。20世紀30年代，科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質結晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質。后來科學家們又發現有一些RNA具有酶催化活性，稱之為核酶。所以確切的說，絕大多數酶是蛋白質，有些酶是核酸和蛋白酶的復合體，少數酶是核酸。