Assays sind eine Methode, die in der Medizin verwendet wird, um das Vorhandensein und die Menge eines Moleküls in einer biologischen Substanz zu bestimmen. Es gibt verschiedene Arten von Assays, die mit ihrem Namen gekennzeichnet sind. Liganden-Assays beziehen sich speziell auf die Gruppe von Assays, die das Produkt aus der chemischen Wechselwirkung zwischen dem gemessenen Molekül und einer reaktiven Substanz oder einem Rezeptor messen, die auf dem Assay selbst platziert sind.
Im menschlichen Körper ist ein Ligand ein signalauslösendes Molekül, das an bestimmte Rezeptorstellen an Zellwänden passt. Wenn ein Ligand in seine spezifische Rezeptorstelle passt, verändert er die physikalische Form des Rezeptors, was dann die Aussendung eines biologischen Signals auslöst. In Ligandenassays wird diese zelluläre Antwort gemessen.
Liganden-Assays können verwendet werden, um eine Vielzahl von Substanzen im menschlichen Körper zu messen, wie z. B. Zellen, Medikamente und Hormone. Da der menschliche Körper sehr komplex ist, wurden verschiedene Arten von biologischen Ligandenassays entwickelt. Der Mechanismus, nach dem die Messung durchgeführt wird, kann verwendet werden, um Assays in drei Hauptklassen zu klassifizieren, einschließlich kompetitiver, nicht-kompetitiver und miniaturisierter Microarray-Assays.
Bei einem kompetitiven Assay werden sowohl eine radioaktiv markierte Verbindung ähnlicher Struktur wie das untersuchte Molekül als auch die Rezeptorbindungsstelle auf dem Assay bereitgestellt. Wenn die humane Probe zur Messung in den Assay eingebracht wird, muss sie mit den bereits in dem Assay befindlichen radioaktiv markierten Molekülen um die Bindung an die bereitgestellten Rezeptoren konkurrieren. Die Menge, in der die radioaktiv markierten Moleküle die Rezeptorbindung der Probe überbieten, kann medizinischem Fachpersonal Informationen über das Vorhandensein und die Menge der Moleküle in der Probe liefern. Kompetitive Assays wurden erstmals Mitte der 1950er Jahre verwendet, um die Konzentration von Hormonen beim Menschen zu messen, hauptsächlich die Funktion des Schilddrüsenhormons und des Brustkrebshormonrezeptors.
Eine zweite Art von Liganden-Assay ist der nicht-kompetitive Assay. Es funktioniert ähnlich wie der kompetitive Assay, nur dass die radioaktiv markierten Moleküle im Assay im Überschuss vorhanden sind und daher bereits die Moleküle der Probe verdrängen. Der Grad, zu dem die Moleküle der Probe an die Rezeptoren des Assays binden können, kann die Menge des in der menschlichen Probe vorhandenen Moleküls abschätzen. Diese Assay-Technologie wurde Mitte der 1980er Jahre stark genutzt.
Kompetitive und nicht-kompetitive Liganden-Essays ermöglichen die Untersuchung von jeweils einem Molekül. Die dritte Klasse von Assays erlaubt die gleichzeitige Messung mehrerer Moleküle aus einer kleinen biologischen Probe. Dies wird durch die Verwendung eines miniaturisierten Chips erreicht, der mit mehreren winzigen Bereichen spezifischer Rezeptoren bestückt ist. Diese werden als miniaturisierte Microarrays oder Microspots bezeichnet. Diese dritte Klasse von Assay-Typen bietet die Möglichkeit, mehrere biologische Komplexe aus kleinen Proben zu messen, und sie wird immer häufiger verwendet.