Immunchemie
Wie funktioniert die Immunchemie?
Die Immunchemie lässt sich in zwei Hauptbereiche unterteilen: die Erforschung der Eigenschaften, Funktionen und Interaktionen des Immunsystems und die Verwendung von Antikörpern zur Markierung und zum Nachweis anderer Biomoleküle. Hier konzentrieren wir uns auf die Verwendung von Antikörpern in Testtechnologien, die in einem breiten Spektrum von Life-Science-Anwendungen eingesetzt werden. Dazu gehören z. B. Lateral-Flow-Tests, ELISA, Immunzytochemie (ICC) und Immunhistochemie (IHC).
Immunchemische Nachweisverfahren beruhen auf der Wechselwirkung zwischen Antikörpern und Antigenen. Je nach Testdesign kann der Antikörper entweder das Erkennungselement oder das Zielmolekül für den Nachweis sein. Die Ergebnisse von Immunoassays sind ebenfalls sehr unterschiedlich und reichen von der direkten Messung der Absorption, Fluoreszenz oder Lumineszenz (bei flüssigen Proben) bis hin zur Visualisierung von farbigen oder fluoreszierenden Markern unter dem Mikroskop.
Wozu dient die Immunchemie?
Eine der bekanntesten Formen des Immunoassays ist der einfache kolorimetrische Lateral-Flow-Assay. Er wird für Schwangerschaftstests und den Nachweis einer Vielzahl von Human- und Tierkrankheiten sowie für Lebensmittelsicherheits- und Umwelttests verwendet. Diese Tests sind kostengünstig, leicht durchführbar (oft außerhalb eines Labors) und können mit einer Vielzahl von Flüssigkeiten wie Urin, Blut, Speichel, Schweiß und Wasserproben durchgeführt werden.
ELISA ist die gängigste Art von Immunoassays, die in Labors für den Nachweis einer Vielzahl von Biomolekülen eingesetzt werden. Ein großer Teil der In-vitro-Diagnosetests (IVD) basiert auf Immunoassay-Technologien, da diese Tests im Vergleich zu rein chemischen Verfahren eine höhere Empfindlichkeit und Spezifität aufweisen.
Immunfärbung ist die andere wichtige Technik, die Labore in der Forschung und in der Diagnostik einsetzen. Sie wird sowohl für die Untersuchung einzelner Zellen (Immunzytochemie) als auch ganzer Gewebe (Immunhistochemie) genutzt, um festzustellen, ob ein bestimmtes Protein (Antigen) exprimiert wird.
Warum sollten Sie immunchemische Verfahren verwenden?
Der Hauptvorteil immunchemischer Tests liegt in ihrer Fähigkeit, eng verwandte Biomoleküle zu erkennen und zu unterscheiden, die mit chemischen oder physikalischen Analysemethoden nur schwer nachzuweisen wären.
Welchen Einfluss hat Wasser auf die Immunchemie?
"Wie sich klinische Labore
vor Wasserrisiken schützen können"
Bei immunchemischen Verfahren wird Wasser sowohl für die Proben- und Reagenzienvorbereitung als auch für die Detektion bei Lateral Flow- und ELISA-Tests benötigt. Hochwertiges Wasser ist daher während der gesamten Reagenzienvorbereitung und Probenverarbeitung erforderlich, um eine Destabilisierung der Antikörper oder eine direkte Beeinträchtigung der Antikörper-Antigen-Bindung zu vermeiden. Beides könnte zu verminderter Genauigkeit oder fehlerhaften Ergebnissen führen.
Da Wasser im gesamten Bereich der Immunchemie benötigt wird, ist es wichtig, dass Sie die jeweils passende Wasserqualität für Ihre Anwendung nutzen. Bei einer unzureichenden Wasserqualität können sich harte Ablagerungen oder bakterielle Biofilme bilden. Wasser, das in direkten Kontakt mit den Proben kommt, darf keine Verunreinigungen oder Kontaminationen enthalten, die die Antikörper und Assays beeinträchtigen könnten.
Welche Arten von Verunreinigungen im Wasser können die Ergebnisse der Immunchemie beeinträchtigen?
Die wichtigsten Verunreinigungen, die die Leistung immunchemischer Verfahren beeinträchtigen, sind Bakterien und bakterielle Nebenprodukte und in geringerem Maße organische Stoffe, Ionen und Partikel.
1. Bakterien und bakterielle Nebenprodukte
Bakterien im Wasser können die Leistung von Immunoassays auf verschiedene Weise beeinträchtigen. Bei großen, automatisierten ELISA-Analyzern, wie sie in klinischen Diagnostik-Laboren verwendet werden, kann die Ansammlung von Bakterien zu Verstopfungen oder Ablagerungen in allen flüssigkeitsführenden Leitungen und Kapillaren führen, was die Genauigkeit von Flüssigkeitstransfers und die Effizienz von Waschsystemen beeinträchtigt. Die Erkennung von kolorimetrischen, fluoreszierenden oder lumineszierenden Signalen kann ebenfalls durch Bakterienwachstum beeinträchtigt werden. Dieses erhöht die Trübung von Reaktionsmischungen und verringert damit die Empfindlichkeit sowie die Stabilität von Proben und Reagenzien. Es gibt auch eine Reihe von bakteriellen Nebenprodukten, die je nach Testdesign die Testchemie oder die Antikörper-Antigen-Bindung direkt beeinträchtigen können. Alkalische Phosphatase aus Kälberdarm (Calf-Intestinal-Phosphatase CIP) wird zum Beispiel häufig in Amplifikationskaskaden und als Nachweisenzym verwendet. Die Verwendung von Wasser mit Bakterien, die alkalische Phosphatase freisetzen, würde daher zu einem schlechten Signal-Rausch-Verhältnis führen und die Empfindlichkeit verringern. Bakterienzellen können auch unter dem Mikroskop sichtbar sein und Artefakte auf Gewebeschnitten erzeugen.
2. Organische Stoffe
Eine Vielzahl von organischen Stoffen kann entweder direkt oder indirekt die Testleistung und den Nachweis beeinträchtigen. Dies führt in vielen Fällen zu unvorhersehbaren und widersprüchlichen Ergebnissen. So können beispielsweise polyaromatische und heterozyklische Verbindungen von Natur aus bei ähnlichen Wellenlängen fluoreszieren wie die Fluoreszenzfarbstoffe, die häufig an Nachweisantikörper gebunden sind. Das führt zu einem erheblichen Hintergrundrauschen. Organische Stoffe können auch den Bindungsprozess stören oder Enzyme hemmen und Nährstoffe für Bakterien liefern, was zu deren Vermehrung führen kann.
3. Ionen
Die Aufrechterhaltung eines optimalen pH-Werts ist für eine effiziente Antigen-Antikörper-Bindung von wesentlicher Bedeutung. Daher sollten Ionen, die das pH-Gleichgewicht stören könnten, auf ein Minimum reduziert werden. Darüber hinaus können Metallionen die Bindung, Absorption oder Fluoreszenz von Farbstoffen verstärken oder hemmen, was zu uneinheitlichen Ergebnissen führt.
4. Partikel
Das Vorhandensein von Partikeln und Silikatablagerungen während des Pipettierens kann Nadeln oder Verteiler verstopfen, was zu einer inkonsistenten Reagenz/Probenzugabe führt und die Reproduzierbarkeit und Empfindlichkeit des Assays verringert. Sie können auch Artefakte auf Gewebeträgern erzeugen und so die Interpretation der ICC/IHC-Ergebnisse erschweren.
Was sind die Anforderungen an Wasser für die Immunchemie?
Die für die Immunchemie erforderliche Wasserreinheit hängt sowohl von der verwendeten Technik als auch von ihrer Anwendung ab. Für weniger empfindliche Laboranwendungen wird in der Regel Reinwasser des Typs II empfohlen. Für klinische Anwendungen sollten jedoch alle Wässer, die für Laboruntersuchungen verwendet werden, mindestens dem vom CLSI (Clinical & Laboratory Standards Institute) festgelegten Standard für klinisches Laborreagenzwasser (CLRW = Clinical Laboratory Reagent Water) entsprechen. Darüber hinaus muss das Wasser für Immunoassay-Analysegeräte den ggf. noch strengeren Spezifikationen des Geräteherstellers entsprechen, um genaue und reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten. Verfahren wie die Immunzytochemie sind extrem empfindlich und erfordern Reinstwasser von höchster Reinheit (Typ I+), um Interferenzen zu vermeiden.
| Erforderliche Wasser-Qualität | Widerstand (MΩ*cm) bei 25°C | TOC (ppb) | Filter (µm) | Bakterien (KBE/ml) | Endotoxine (EU/ml) | Nukleasen | Laborwasser-Typ |
| Allgemeine Anwendungen | >5 | <500 | <0,2 | <1 | k.A. | k.A. | Typ II Reinwasser |
| CLRW / CLSI | >10 | <500 | <0,2 | <1 | k.A. | k.A. | Typ I Reinstwasser |
| Reinstwasser | 18,2 | <5 | <0,2 | <1 | <0,01 | k.A. | Typ I+ Reinstwasser |
Wie löst ELGA Wasser-Probleme in der Immunchemie?
Dank seiner Expertise kann das ELGA-Team Kunden bei der Auswahl der korrekten Wasserreinheit für ihre Anwendungen unterstützen. Wir bieten ein breites Sortiment an Wasseraufbereitungssystemen für allgemeine und klinische Anwendungen. Und unsere zentralisierten CENTRA Wasseraufbereitungs- und Verteilungssysteme sind ideal, wenn große Wassermengen aufbereitet, bevorratet und verteilt werden müssen. CENTRA R-200 kann zum Beispiel pro Stunde 200 Liter Typ I-Reinstwasser, Typ II-Reinwasser oder Typ III-Umkehrosmosepermeat liefern.
Zusammenfassung
Die Immunchemie umfasst ein breites Spektrum von Techniken, und die Anforderungen an die Wasserversorgung hängen von der geplanten Anwendung ab. Besonders kritische Merkmale sind ein niedriger Bakteriengehalt und ein Wasseraufbereitungssystem, das Bakterienwachstum minimiert. Für allgemeine Laboranwendungen ist es wichtig, Verunreinigungen zu vermeiden, die die Antigen-Antikörper-Bindung beeinträchtigen könnten. Noch wichtiger ist dies im klinischen Umfeld, wo die Genauigkeit von ELISA- und IHC-Ergebnissen für ein effektives Patientenmanagement unerlässlich ist. Immunzytochemie und Immunhistochemie erfordern Wasser von höchster Reinheit. ELGAs breite Palette an Wasseraufbereitungssystemen hilft Laboren auf der ganzen Welt, Immunoassay-Techniken nach den höchsten Standards für Empfindlichkeit und Konsistenz durchzuführen.
