Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Immunologische Tests werden noch verlässlicher

07.07.2011
Die PTB präsentiert ein neues statistisches Verfahren zur Analyse von ELISAs

Der häusliche Schwangerschaftstest ist der bekannteste, aber es gibt sie noch für viele andere Zwecke: Tests, die auf der Bindung zwischen Antikörpern und Antigenen beruhen.


Die Mikrotiterplatte eines ELISA-Tests
(Abb.: Voigt et al.)

Diese Bindungen funktionieren nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip und werden für immunologische Tests ausgenutzt, um kleinste Stoffkonzentrationen zu bestimmen. Zum Beispiel können mit ELISAs (Enzyme-Linked Immunosorbent Assays) sehr spezifisch und sehr empfindlich Antikörper erkannt werden, die der Körper bildet, um Viren oder Bakterien zu bekämpfen.

Ein Problem bei der Auswertung von ELISAs ist nicht nur die Schätzung der Konzentration, sondern auch die Angabe der dazugehörigen Messunsicherheit. Jetzt ist in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ein statistisches Verfahren entwickelt worden, das die Auswertung deutlich zuverlässiger macht. Entwickelt am Beispiel eines Tests auf Interferon, lässt es sich generell für Konzentrationsbestimmungen durch ELISAs anwenden. Das Verfahren ist in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Clinical Chemistry and Laboratory Medicine veröffentlicht.

Immunoassays sind biochemische Tests, die die hohe Spezifität von Antikörper-Antigen-Bindungen ausnutzen und damit zur Bestimmung kleinster Stoffkonzentrationen in komplexen Medien eingesetzt werden können. Diese Tests werden vielseitig angewendet, beispielsweise für den Nachweis von Infektionen, Hormonen oder Drogen. Ein solcher Immunoassay ist der sogenannte Sandwich-ELISA, ein enzymgekoppelter Immunadsorptionstest, der den Nachweis von Antigenen durch deren Bindung an zwei Antikörper ermöglicht. Dabei wird ein Antikörper an ein Enzym gekoppelt, um ein nachweisbares Signal (wie z. B. Fluoreszenz) zu erzeugen.

Bei fluoreszenzbasierten Sandwich-ELISAs wird die Konzentration einer Lösung aus einer Reihe von Fluoreszenzmessungen geschätzt, die durch chemische Behandlung der mehrfach verdünnten Originallösung generiert werden. Um die Beziehung zwischen Konzentration und Fluoreszenzmessung besser bestimmen zu können, wird für jedes ELISA eine Kalibration durchgeführt, d. h. dieselben Protokollschritte werden zusätzlich mit einer Lösung bekannter Interferon-Konzentration durchgeführt.

Diese Beziehung zwischen Konzentration und Fluoreszenzintensität kann mithilfe eines statistischen Modells beschrieben werden (durch ein nichtlineares Modell mit variablem Gauß‘schen Fehlerterm). Die Abschätzung dieses Modells, also die Kalibrierung, und dessen Anwendung für die Bestimmung der unbekannten Konzentration ist statistisch eine anspruchsvolle Aufgabe, wie eine aktuelle internationale Vergleichsstudie verdeutlicht. In dieser Studie bestimmten einige Labore durchschnittliche Konzentrationen, die doppelt so hoch waren wie die anderer Labore. Die angegebenen Messunsicherheiten dieser Konzentrationsschätzungen decken diese gravierenden Unterschiede bei Weitem nicht ab.

In der PTB wurde ein neues statistisches Verfahren zur Analyse von ELISAs entwickelt. Dieses Verfahren nutzt den Bayes‘schen Ansatz und kombiniert somit in kohärenter Weise die Kalibration des Modells und die Bestimmung der unbekannten Stoffkonzentration. Dies führt zu vertrauenswürdigen Unsicherheitsintervallen für Schätzwerte. Darüber hinaus ermöglicht der Bayes‘sche Ansatz die Berücksichtigung von Vorwissen (durch Formalisierung als Wahrscheinlichkeitsverteilung) und die unabhängige Analyse jedes einzelnen Datensatzes.

Das entwickelte statistische Verfahren ist allgemein anwendbar zur Konzentrationsschätzung durch ELISAs. Als Fallstudie wurden die Messdaten der oben erwähnten internationalen Vergleichsstudie erneut ausgewertet. Im Ergebnis wurden korrigierte Konzentrationswerte und realistischere Messunsicherheiten erzielt, und im Gegensatz zur ursprünglich vorgeschlagenen Datenanalyse konnte eine weitgehende Konsistenz der experimentellen Methoden verifiziert werden. Mit dem neuen statistischen Auswerteverfahren ist es nun möglich, die Messdaten von fluoreszenzbasierten ELISAs zuverlässig zu evaluieren und damit auch die Konzentration von Interferon IFN α-2b verlässlich zu bestimmen.

es/ptb

Ansprechpartnerin
Dr. Katy Klauenberg, PTB-Arbeitsgruppe 8.42 Datenanalyse und Messunsicherheit,
Tel. (030) 3481-7614, E-Mail: katy.klauenberg@ptb.de
Wissenschaftliche Veröffentlichung
Klauenberg, K.; Ebert, B.; Voigt, J.; Walzel, M.; Noble, J.E.; Knight, A.E.; Elster, C.:
Bayesian analysis of an international ELISA comparability study. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. Band 0, Heft 0, Seite -, ISSN (Online) 1437-4331, ISSN (Print) 1434-6621, DOI: 10.1515/CCLM.2011.648. Published online: 05/07/2011:

http://www.reference-global.com/doi/abs/10.1515/CCLM.2011.648

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de
http://www.reference-global.com/doi/abs/10.1515/CCLM.2011.648

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Methode der Eisenverabreichung
26.04.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Bestrahlung bei Hirntumoren? Eine neue, verlässlichere Einteilung erleichtert die Entscheidung
26.04.2017 | Universitätsklinikum Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Auf dem Gipfel der Evolution – Flechten bei der Artbildung zugeschaut

27.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Elektroimpulse säubern Industriewässer und Lacke

27.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

ZMP 2017 – Latenzzeitmesseinrichtung für moderne elektronische Zähler

27.04.2017 | Messenachrichten