單克隆抗體（mAb或moAb）是通過單個B細胞克隆生成的相同免疫球蛋白。這些抗體會識別出單個抗原上的唯一表位或結合位點。單克隆抗體與多克隆抗體的區別在于，單克隆抗體由單個B細胞克隆產生，隨后以單個表位為靶點。
幾乎所有物質都有可能產生與之特異性結合的單克隆抗體；然后，這種抗體即可用于檢測或純化該物質。單克隆抗體已然成為了生物化學、分子生物學和醫學領域的一項重要工具。
單克隆抗體的產生過程與多克隆抗體的產生過程完全相同，都需要產生強大的免疫反應。但不同于收集宿主血清來恢復多克隆抗體群，單克隆抗體在制備時需要收集的是生成抗體的細胞，即淋巴細胞。一旦采集后，按照以下所述步驟對淋巴細胞進行永生化處理，通過極限稀釋建立克隆，篩查適當的表達，進行擴增處理并保存。
淋巴細胞采集
單克隆抗體的制備需要收集脾或淋巴結中的抗體生成細胞。
融合形成雜交瘤細胞
由于脾細胞在培養物中的存活時間有限，因此需要與骨髓瘤（即癌癥B細胞）融合，形成可在體外多次傳代的永生化混合細胞。通過聚乙二醇（PEG）或電脈沖即可實現這一點，兩種方式都可以破壞細胞膜，使兩個相鄰細胞融合。
融合雜交的挑選
B細胞與骨髓瘤的融合并非100%有效。因此需要選擇骨髓瘤-淋巴細胞雜交。次黃嘌呤-氨基蝶呤-胸苷（HAT）培養基可通過氨基蝶呤抑制DNA合成。B細胞和融合雜交細胞可以克服HAT培養基中的培養問題，因為它們含有胸苷激酶，因此可以從供應胸苷的HAT培養基中合成必要的DNA聚合酶前體。骨髓瘤不會生成胸苷激酶，因此無法在HAT培養基中存活。盡管非永生B細胞含有胸苷激酶，但因其體外復制能力有限而最終全部死亡。
通過有限稀釋達到克隆
經篩選后存活下來的細胞群仍然是異質性的，既包括對目標抗原特異的多個克隆，也包括產生無關特異性抗體的克隆。單細胞要求保證其克隆形成能力，通過有限稀釋法可實現這一點。有限稀釋是一種稀釋異質群體血漿濃度的技術，從統計學上講，每個孔都將含有一個細胞。實際上，可能部分微孔不含任何細胞，部分微孔含有單獨一個細胞，其他一些微孔則含有多個細胞。但經過重復多輪的擴增處理后，可保證每個微孔中只含有單獨一種細胞的擴增，進而制備出完全相同的單克隆抗體。每一種潛在克隆都應當通過ELISA中的上清液抗原篩查來完成最低限度的檢驗。另外，在轉入下一個階段之前還可對克隆的上清液進行篩查以滿足特定應用。
擴增、冷凍保存、生產和純化
在達到單克隆抗體水平并在篩選試驗中取得成功后，經過篩選的雜交瘤會被擴增并冷凍保存。回到這些單克隆抗體儲備液中有助于實現批間一致性和可靠的抗體性能。用于抗體制備的雜交瘤通過注射到宿主腹膜內來進行體外擴增。這種被稱為腹水生產法的簡單技術已不再受青睞，因為該技術會給宿主動物造成極大的不適。另外，大規模體外技術（如轉瓶生產）可實現升級生產，遠遠優于腹水生產技術。最后，只需通過蛋白A/G進行簡單的純化以捕獲免疫球蛋白，就能回收純抗體，因為所有其他不必要的免疫球蛋白均已在有限稀釋和篩查階段得到了清除。
| 應用 | 使用單克隆抗體的理由依據 |
|---|---|
| ELISA檢測抗體（直接、間接、夾心和捕獲ELISA） | 單個位點識別可減少非特異性。 |
| ELISA捕獲抗體 | 其特異性能夠從復雜樣本中干凈回收抗原 |
| 蛋白質印跡檢測抗體 | 單個表位識別可減少非特異性信號的開發。 |
| 治療性抗體藥物 | 其特異性可減少可能的目標效應。 |
| 臨床試驗 | 單克隆抗體可確保標準批次間生產的一致性 |
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