Für die Schule (8): Antikörper als Werkzeug – Das ELISA-Verfahren

Antikörper sind Waffen des Immunsystems. Sie sind aber auch wichtige Werkzeuge in der Biotechnologie und Medizin. Im ELISA-Verfahren werden sie zum Nachweis von Krankheiten oder bestimmten Molekülen verwendet. Wir betrachten exemplarisch die Verwendung von Antikörpern in einem Schwangerschaftstest.

Antikörper bestehen aus vier zusammengelagerten Polypeptidketten und haben eine Y-förmige Struktur. An den Enden der beiden kurzen Arme befinden sich die Antigen-Bindestellen. Hierüber bindet ein Antikörper an sein Angriffsziel bzw. an den nachzuweisenden Stoff.

Antibody1

Beim ELISA-Verfahren (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) werden spezifische Antikörper an eine Oberfläche gebunden (1). Nun wird die zu untersuchende Probe, z.B. Urin oder Blut, hinzugegeben. Der nachzuweisende Stoff (Antigen) wird spezifisch von den Antikörpern gebunden (2). Durch einen Waschschritt werden unspezifisch gebundene Stoffe ausgespült (3). Der Nachweis, dass das Antigen gebunden ist, erfolgt über einen zweiten Antikörper. Dieser bindet ebenfalls spezifisch an das Antigen (4). Ein an den zweiten Antikörper gekoppeltes Enzym erzeugt einen Farbstoff, der die Lösung einfärbt (5). Ist der nachzuweisende Stoff nicht vorhanden, kann der zweite Antikörper nicht binden und es kommt zu keiner Einfärbung.

Schritte des ELISA-Verfahrens (Cawang / CCo)

Es gibt verschiedene Arten des ELISA-Verfahrens. Hier dargestellt ist das Sandwich-Verfahren zum Nachweis von Antigenen. Sandwich, da das Antigen wie in einem Sandwich von den beiden Antikörpern umschlossen ist. Über ein weiteres ELISA-Verfahren können andere Antikörper nachgewiesen werden. Darauf basiert der HIV-Test und der Nachweis einer Covid-19-Immunität (Abb. unten, Bild 2).

ELISA TMB

Mikrotiter-Platte mit 96 Reaktionsräumen. In jeder Vertiefung kann eine andere Probe über das ELISA-Verfahren untersucht werden. Blaufärbung bedeutet positives Testergebnis.

ELISA

Verschiedene Arten des ELISA-Verfahrens


Animation zum ELISA-Verfahren

Abiweb: Elisa – Nachweis mit Hilfe einer Immunreaktion

Lexikon der Biologie: ELISA

Funktionsweise des Schwangerschaftstests (Urinstäbchen)