Der Serum Enzyme-linked Immunosorbent Assay (Serum ELISA) ist ein Verfahren zur Bestimmung der Menge einer biologischen Substanz in einer Serumprobe, indem man sich auf die spezifische Wechselwirkung zwischen einem Antigen und einem Antikörper stützt. Beispiele für biologische Substanzen von Interesse sind ein Antikörper, der als Reaktion auf eine Virusinfektion produziert wird, wie ein Antikörper gegen das Humane Immundefizienzvirus (HIV), oder ein Hormon, das auf eine Schwangerschaft hinweist, wie Humanes Choriongonadotropin (hCG), oder ein Autoimmunvirus Antikörper, der bei rheumatoider Arthritis produziert wird, wie Rheumafaktor. Im Allgemeinen gibt es einen direkten Assay, der einen spezifischen Antikörper verwendet, um das Vorhandensein von Antigen in einer Serumprobe nachzuweisen, und einen indirekten Assay, der ein Antigen verwendet, um das Vorhandensein von Antikörpern in einer Serumprobe zu bestimmen.
Beim direkten Serum-ELISA wird eine Probe, die eine unbekannte Menge an Antigen enthält, an einer unbeweglichen Oberfläche, wie einem Reaktionsröhrchen oder einer Mikrotiterplatte, befestigt und mit einem spezifischen Antikörper inkubiert, der chemisch an ein Enzym gebunden ist. Umgekehrt wird beim indirekten Serum-ELISA ein bekanntes Antigen an eine immobile Oberfläche angeheftet und dann mit der Serumprobe, die eine unbekannte Antikörpermenge enthält, inkubiert. Es wird erwartet, dass der antigenspezifische Antikörper in der Serumprobe fest an das immobilisierte Antigen bindet, während unspezifische Antikörper in den folgenden Waschschritten entfernt werden. Im Allgemeinen wird die unbewegliche Oberfläche mit einem zweiten Antikörper behandelt, der die unveränderliche Region aller Antikörper erkennt und der chemisch an ein Enzym gebunden ist. Sowohl beim direkten als auch beim indirekten ELISA besteht der letzte Schritt in der Zugabe eines enzymspezifischen Substrats, wodurch eine Reaktion ausgelöst wird, die ein messbares Signal erzeugt, das direkt proportional zur Menge an Antigen oder Antikörper in der Serumprobe ist.
Der Serum-ELISA ist aus mehreren Gründen ein weit verbreiteter Test. Am wichtigsten ist, dass er aufgrund der Spezifität der Antigen-Antikörper-Interaktion als zuverlässiger klinischer Test angesehen wird und die Sensitivität dieses Assays den Nachweis biologischer Substanzen in extrem niedrigen Konzentrationen im Serum ermöglicht. Es ist für die gleichzeitige Beurteilung einer großen Anzahl von Proben konzipiert und wird daher häufig bei groß angelegten Operationen wie dem Screening von Blutspenderproben auf das Vorhandensein von HIV-Antikörpern eingesetzt. Darüber hinaus sind ELISA-Kits, die üblicherweise getestete Antikörper und Antigene messen, zur Verwendung in klinischen oder Forschungsumgebungen im Handel erhältlich und enthalten praktischerweise alle notwendigen Reagenzien zur Durchführung eines vollständigen Experiments.
Ein wachsendes Forschungsgebiet ist die Anwendung der Serum-ELISA-Technologie im Bereich des Zytokinnachweises. Zytokine sind lösliche Proteinmoleküle, die vom Immunsystem sezerniert werden und oft an Entzündungsprozessen beteiligt sind; Zytokinspiegel sind daher aufschlussreich in Bezug auf Krankheitszustände, die mit chronischer Entzündung verbunden sind, wie Herzkrankheiten, Autoimmunkrankheiten und Verdauungskrankheiten. Es wird angenommen, dass die Beurteilung des Zytokinspiegels in der Lage sein könnte, zwischen entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa zu unterscheiden und schließlich das Ergebnis bei Herzerkrankungen und rheumatoider Arthritis vorherzusagen.