1993年，比利時科學家Hamers-Casterman及其團隊首先報道了在駱駝科動物（駱駝，羊駝及其近親物種）血液中發現的一種缺失輕鏈的特殊抗體，即重鏈抗體。和普通抗體相比，它只包含一個重鏈可變區（VHH）和兩個常規的CH2與CH3區（圖一）。克隆其可變區，可以得到只有重鏈可變區組成的單域抗體，稱為納米抗體（Nanobodies, Nbs）。
之后，科學家在護士鯊、大星鯊和鰩魚等軟骨魚綱動物中也發現了類似的抗體。VHH晶體為2.5納米（毫微米），長4納米，分子量只有15KD（千道爾頓），它是自然存在最小的功能性抗原結合片段。