单克隆抗体（mAb或moAb）是通过单个B细胞克隆生成的相同免疫球蛋白。这些抗体会识别出单个抗原上的唯一表位或结合位点。单克隆抗体与多克隆抗体的区别在于，单克隆抗体由单个B细胞克隆产生，随后以单个表位为靶点。
几乎所有物质都有可能产生与之特异性结合的单克隆抗体；然后，这种抗体即可用于检测或纯化该物质。单克隆抗体已然成为了生物化学、分子生物学和医学领域的一项重要工具。
单克隆抗体的产生过程与多克隆抗体的产生过程完全相同，都需要产生强大的免疫反应。但不同于收集宿主血清来恢复多克隆抗体群，单克隆抗体在制备时需要收集的是生成抗体的细胞，即淋巴细胞。一旦采集后，按照以下所述步骤对淋巴细胞进行永生化处理，通过极限稀释建立克隆，筛查适当的表达，进行扩增处理并保存。
淋巴细胞采集
单克隆抗体的制备需要收集脾或淋巴结中的抗体生成细胞。
融合形成杂交瘤细胞
由于脾细胞在培养物中的存活时间有限，因此需要与骨髓瘤（即癌症B细胞）融合，形成可在体外多次传代的永生化混合细胞。通过聚乙二醇（PEG）或电脉冲即可实现这一点，两种方式都可以破坏细胞膜，使两个相邻细胞融合。
融合杂交的挑选
B细胞与骨髓瘤的融合并非100%有效。因此需要选择骨髓瘤-淋巴细胞杂交。次黄嘌呤-氨基蝶呤-胸苷（HAT）培养基可通过氨基蝶呤抑制DNA合成。B细胞和融合杂交细胞可以克服HAT培养基中的培养问题，因为它们含有胸苷激酶，因此可以从供应胸苷的HAT培养基中合成必要的DNA聚合酶前体。骨髓瘤不会生成胸苷激酶，因此无法在HAT培养基中存活。尽管非永生B细胞含有胸苷激酶，但因其体外复制能力有限而最终全部死亡。
通过有限稀释达到克隆
经筛选后存活下来的细胞群仍然是异质性的，既包括对目标抗原特异的多个克隆，也包括产生无关特异性抗体的克隆。单细胞要求保证其克隆形成能力，通过有限稀释法可实现这一点。有限稀释是一种稀释异质群体血浆浓度的技术，从统计学上讲，每个孔都将含有一个细胞。实际上，可能部分微孔不含任何细胞，部分微孔含有单独一个细胞，其他一些微孔则含有多个细胞。但经过重复多轮的扩增处理后，可保证每个微孔中只含有单独一种细胞的扩增，进而制备出完全相同的单克隆抗体。每一种潜在克隆都应当通过ELISA中的上清液抗原筛查来完成最低限度的检验。另外，在转入下一个阶段之前还可对克隆的上清液进行筛查以满足特定应用。
扩增、冷冻保存、生产和纯化
在达到单克隆抗体水平并在筛选试验中取得成功后，经过筛选的杂交瘤会被扩增并冷冻保存。回到这些单克隆抗体储备液中有助于实现批间一致性和可靠的抗体性能。用于抗体制备的杂交瘤通过注射到宿主腹膜内来进行体外扩增。这种被称为腹水生产法的简单技术已不再受青睐，因为该技术会给宿主动物造成极大的不适。另外，大规模体外技术（如转瓶生产）可实现升级生产，远远优于腹水生产技术。最后，只需通过蛋白A/G进行简单的纯化以捕获免疫球蛋白，就能回收纯抗体，因为所有其他不必要的免疫球蛋白均已在有限稀释和筛查阶段得到了清除。
| 应用 | 使用单克隆抗体的理由依据 |
|---|---|
| ELISA检测抗体（直接、间接、夹心和捕获ELISA） | 单个位点识别可减少非特异性。 |
| ELISA捕获抗体 | 其特异性能够从复杂样本中干净回收抗原 |
| 蛋白质印迹检测抗体 | 单个表位识别可减少非特异性信号的开发。 |
| 治疗性抗体药物 | 其特异性可减少可能的目标效应。 |
| 临床试验 | 单克隆抗体可确保标准批次间生产的一致性 |
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