Immunoassay, der auf der Veränderung der Polarisationsebene von monochromatischem Licht durch Antigen-Antikörper-Komplexe beruht.
Physikalisch-chemisches Prinzip
Die Polarisationsebene von monochromatischem Licht, das auf fluoreszierende Moleküle trifft, wird umso mehr gedreht, je kleiner die fluoreszierenden Moleküle sind.
Das von Dandliker und Feigen im Jahr 1961 erstmals für Immunreaktionen beschriebene Phänomen wurde von Abbott als FPIA mithilfe des Fluoreszenz-Polarisations-Fotometers TDx für eine breite Palette von Immunoassays (s. Immunoassay) angewendet. Tracermoleküle, die in Immunkomplexen gebunden sind, drehen die Polarisationsebene des Lichts in der Messzeit praktisch nicht, während die nicht im Immunkomplex gebundenen (freien) Tracer-Antigene die Polarisationsebene des Lichtes so drehen, dass ein hohes Signal des polarisierten Lichtes entsteht und das Messsignal in der ursprünglichen Polarisationsebene geschwächt wird (Abb. 1).
Abb. 1
FPIA-Messprinzip: wenig Antigen in der Probe – starke Bildung von Antikörper/Antigentracer-Komplexen – hohes Messsignal. (Mit freundlicher Genehmigung von Abbott Diagnostics, Wiesbaden)
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Die Polarisation wird ausgelöst durch die schnellere Rotation der kleineren Antigen/Tracer-Moleküle im Vergleich zu dem Antigen/Antikörpertracer-Komplex. Hohe Probenanalytkonzentrationen zeigen hohe Konzentrationen an freiem Antigen/Tracer und dadurch Signalabschwächung (indirekte Proportionalität zwischen Analytkonzentration und Messsignal).
Einsatzgebiet
Bis 2016 Analytik von Haptenen (Arzneimittel, Drogen, Hormone).
Analysenmesssysteme TDx, IMx und AxSYM der Firma Abbott (Abb. 2) (seit 2016 historische Geräte, die nicht mehr betrieben werden).
Abb. 2
FPIA-Messprinzip: viel Antigen in der Probe – hohe Konzentration von freiem Antigentracer – niedriges Messsignal. (Mit freundlicher Genehmigung von Abbott Diagnostics, Wiesbaden)
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Spezifität
Unspezifische Fluoreszenzen werden im Messsystem weitgehend ausgeschaltet. Problematisch ist eine eventuell vorhandene Kreuzreaktivität der Antikörper, weshalb die Kenntnis dieser Unspezifität z. B. bei Arzneimittelbestimmungen erforderlich ist. Wichtig ist bei Drogenbestimmungen, dass häufig Abbauprodukte kreuzreagieren, die biologisch inaktiv sind, sodass eine Bestimmung der wirksamen Substanz allein nicht möglich ist.
Abgesehen von manueller Beschickung des Analysensystems mit Probe und Reagenz arbeiteten die Systeme TDx, IMx und AxSYM halb- bis vollautomatisch.
Bewertung – Methodenhierarchie
Vor allem wichtig für Arzneimittel- und Drogenbestimmungen, wobei die Unspezifität und das Ausmaß der Kreuzreaktivität der Antikörper beachtet werden mussten, weshalb häufig spezifische Methoden (HPLC) nachgeschaltet wurden.
Literatur
Danliker WB, Feigen G (1961) Quantification of the antigen-antibody reaction by the polarization of fluorescence. BiochemBiophys Res Commun 5:299CrossRef
Devlin R, Studholme RM, Dandliker WB, Fahy E, Blumeyer K, Gosh SS (1993) Homogenous detection of nucleic acids by transient-state polarized fluorescence. ClinChem 39:1939–1943. erratum 2343
