Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
W. Stöcker

Radioimmunoassay

Radioimmunoassay
Synonym(e)
RIA
Englischer Begriff
radioimmunoassay
Definition
Test zum Nachweis und zur quantitativen Bestimmung von Antigenen oder Antikörpern, bei dem radioaktiv markierte Isotope (β-Strahler: 3H, 14C und 35S; γ-Strahler: vorwiegend 125I) zur Markierung eines der beiden Reaktionspartner verwendet werden.
Physikalisch-chemisches Prinzip
Es werden 2 Ausführungsvarianten unterschieden: Der klassische RIA zeigt einen kompetitiven und der immunoradiometrische Assay (IRMA) einen nichtkompetitiven Testaufbau.
Beim klassischen RIA nach Yalow (Yalow, Rosalyn) und Berson konkurrieren eine definierte Menge radioaktiv markierten Antigens (Tracer) und das gesuchte Antigen um eine definierte, begrenzte Anzahl Antikörperbindungsstellen. Je mehr Antigen die Probe enthält, umso weniger Tracer wird gebunden.
Beim IRMA wird das gesuchte Antigen unter Verwendung eines nicht markierten Fängerantikörpers und eines radioaktiv markierten Nachweisantikörpers (Antikörpertracer) dargestellt. Nach Entfernung der freien Reaktionspartner wird die im Immunkomplex enthaltene Radioaktivität gemessen, sie ist hier direkt proportional zur Antigenkonzentration in der untersuchten Probe.
Der IRMA wird entweder als Festphasentest (Solid-phase Micro-Extraction) oder als Flüssigphasentest (Flüssig-Flüssig-Extraktion) ausgelegt: Beim Festphasentest wird der Fängerantikörper vor der Reaktion z. B. an einer Röhrchenwand oder einer Kugel immobilisiert, an die sich das gesuchte Antigen und der gegen dieses Antigen gerichtete Nachweisantikörper (Antikörpertracer) nacheinander binden. Ungebundene Komponenten werden weggewaschen, und am Ende wird die Radioaktivität der festen Phase im Gammazähler gemessen. Beim Flüssigphasentest wird der Immunkomplex aus markierten Antikörpern und gesuchtem Antigen durch sogenannte Brückenantikörper ausgefällt, wobei Polyethylenglykol (PEG) als Reaktionsbeschleuniger wirkt. Nach einem Zentrifugationsschritt wird die Radioaktivität des Sediments gemessen.
Instrumentierung
RIA werden vorwiegend manuell durchgeführt. Die Messung der Radioaktivität erfolgt in Beta- und Gammazählern. Während γ-strahlende Isotope direkt gemessen werden können, ist zur Erfassung der β-Strahlung aufgrund ihrer Reichweite von nur wenigen Millimetern eine Vermischung der radionuklidhaltigen Probe mit einem Szintillationscocktail erforderlich (organische, Szintillatoren enthaltende Flüssigkeit).
Sensitivität
RIA sind außerordentlich empfindlich, ihre analytische Sensitivität liegt bei 10−16–10−18 mol/L.
Praktikabilität – Automatisierung – Kosten
Zu den Vorteilen der Radioimmuntests zählen vor allem die niedrigen Nachweisgrenzen für γ-(125I) und β-(3H, 14C, 35S)-Strahler und die konzeptionelle Einfachheit der Systeme. Die radioaktive Markierung ist in den meisten Fällen ohne großen Aufwand möglich. Zu Lasten des RIA gehen die Entsorgungskosten und die zu treffenden Maßnahmen für den Strahlenschutz. Ferner kann die energiereiche radioaktive Strahlung auf die beteiligten Reagenzien selbst zerstörend wirken und die Messung verfälschen.
Die Halbwertszeit, d. h. der Zeitraum, in dem die Hälfte der ursprünglichen radioaktiven Teilchen zerfallen ist, liegt für 125I bei 60 Tagen, für 3H bei 12 Jahren und für 14C bei 5736 Jahren. Die geringe Halbwertszeit begrenzt die Lagerungsfähigkeit der 125I-RIA, auf der anderen Seite ist die Beseitigung 125I-haltigen Abfalls einfacher als bei anderen Radionukliden: Man wartet ab, bis die Radioaktivität unter einen Schwellenwert abgeklungen ist.
RIA werden im Allgemeinen als umweltfeindlich eingestuft und aus dem Verkehr gezogen – zu Unrecht: Sofern mit 125I gearbeitet wird, stellen die Abfallprodukte nach ausreichender Lagerzeit keine Belastung dar, was man von den verbrauchten hochgiftigen Substratlösungen, die bei ELISA- und Blot-Techniken anfallen, nicht behaupten kann.
Literatur
Yalow RS, Berson SA (1959) Assay of plasma insulin in human subjects by immunological methods. Nature 184(Suppl 21):1648–1649CrossRefPubMed