Lumineszenzassays

Lumineszenzassays sind analytische Verfahren, die Lichtemission aus einer lumineszenten Reaktion messen, um biologische oder chemische Prozesse zu quantifizieren. Im Gegensatz zu Fluoreszenzassays benötigen sie keine externe Lichtquelle; das Licht entsteht direkt durch die Reaktion. Lumineszenzassays werden in der Grundlagenforschung, Diagnostik, der Wirkstoffentwicklung und der Bioanalytik eingesetzt.

Prinzip: Die Emission resultiert aus einer chemischen oder biolumineszenten Reaktion. Typische Systeme verwenden die Luciferin-Luciferase-Reaktion, bei der Licht durch die Oxidation des Luciferins entsteht. Andere chemische Systeme nutzen Horseradish Peroxidase mit Luminol oder ähnliche Substrat-Reaktionen. In vielen Anwendungen dient Luciferase als Reporter-Gen in Zellen, dessen Expression oder Aktivität Licht erzeugt, wenn Substrat vorhanden ist. ATP-basierte Lumineszenztests messen Licht, das durch die Reaktion von Luciferin mit ATP entsteht, was als Indikator für Zellviabilität dient.

Durchführung und Instrumente: Licht wird mit Luminometern oder Plate Readers im Lumineszenz-Modus gemessen. Typische Formate sind homogene Assays (kein Waschschritt, Substrat wird addiert) und zellbasierte oder bindende Formate, die eine Oberflächen- oder Zellpräparation erfordern. Plate-Formate wie 96- und 384-Well-Platten ermöglichen Hochdurchsatzmessungen.

Anwendungen und Vor- bzw. Einschränkungen: Lumineszenzassays zeichnen sich durch hohe Empfindlichkeit, breiten dynamischen Bereich und geringeren Hintergrund im Vergleich zu vielen Fluoreszenzverfahren aus. Einschränkungen umfassen Substratstabilität, Kosten, kurze Lichtlebensdauer einiger Systeme sowie potenzielle Interferenzen durch Hintergrundreaktionen. Die Ergebnisse sind stark von Reaktionsbedingungen wie pH, Temperatur und Sauerstoffverfügbarkeit abhängig.