Apa Itu ELISA dan Kapan Digunakan?

Di industri pangan dan minuman, perikanan, dan pertanian, deteksi kontaminan (baik obat, pestisida, toksin, allergen, patogen, maupun mikroorganisme) merupakan salah satu faktor penentu kualitas produk. Pemilihan metode deteksi yang tepat menjadi hal yang kritis. Salah satu metode yang umum digunakan adalah ELISA. 

ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) adalah teknik immunoassay, yaitu teknik pengujian yang memanfaatkan prinsip kerja sistem imun. Teknik immunoassay seperti ELISA banyak digunakan karena mengandalkan prinsip ikatan antigen-antibodi yang bersifat sangat spesifik (satu antibodi hanya akan berikatan dengan satu antigen tertentu). ELISA memanfaatkan fase solid untuk melekatkan antibodi atau antigen, sementara antibodi lain yang dilabel dengan enzim digunakan untuk mengenali zat target dan mengkatalisis pembentukan zat warna. Jumlah ikatan antigen-antibodi (dan dengan demikian jumlah analit) dapat diukur dari intensitas warna yang dihasilkan.

Gambar 1. Contoh ELISA kompetitif untuk mengukur kadar kloramfenikol. Antibodi Anti-Kloramfenikol di-coating pada microplate. Penambahan Sampel/Standar kemudian diikuti penambahan konjugat HRP-kloramfenikol. Kloramfenikol pada sampel atau standar kemudian berkompetisi dengan konjugat HRP-kloramfenikol. Semakin banyak kadar kloramfenikol pada Sampel/Standar, semakin sedikit konjugat HRP-kloramfenikol yang berikatan dengan antibodi pada dasar microplate. Proses pencucian kemudian membuang konjugat HRP-kloramfenikol dan atau sampel yang tidak terikat antibodi. Penambahan TMB menghasilkan warna yang dipicu oleh reaksi yang dikatalisis oleh enzim HRP pada konjugat HRP-kloramfenikol. Hal ini kemudian dibaca oleh alat dan menghasilkan kurva dengan perbandingan terbalik antara konsentrasi dengan sinyal (optical density atau OD).

Berdasarkan cara kerjanya, ELISA memiliki beberapa jenis dengan keunggulan masing-masing. ELISA sandwich umumnya dianggap metode terbaik untuk mendeteksi molekul besar seperti alergen dan protein karena spesifisitas dan sensitivitasnya yang tinggi. Direct ELISA cocok untuk screening skala besar pada sampel dengan kemurnian antigen atau antibodi yang tinggi, namun sensitivitasnya lebih rendah dibandingkan jenis ELISA lainnya. Indirect ELISA cocok untuk mendeteksi atau mengukur kadar antibodi dalam darah, namun waktu analisis lebih lama karena memerlukan lebih banyak tahapan. ELISA kompetitif umumnya cocok digunakan untuk molekul kecil seperti toksin, antibiotik, atau pestisida. Dari semua tipe ELISA tersebut, ELISA kompetitif adalah yang paling cocok digunakan untuk quality control di industri pangan, peternakan, maupun pertanian.

Metode analisis untuk monitoring residu kontaminan seperti antibiotik umumnya dibagi ke dalam metode screening dan metode confirmatory. Metode confirmatory umumnya menggunakan teknik kromatografi seperti UPLC-MS atau HPLC yang mengukur jumlah analit secara akurat dan sensitif, namun biayanya mahal, instrumennya kompleks, dan waktu pengerjaannya lama. Metode screening, di sisi lain, umumnya menggunakan ELISA, uji mikrobiologi, biosensor, dan uji-uji lainnya. Metode-metode ini bersifat semi-kuantitatif dengan nilai false-positive yang rendah. Di antara berbagai metode screening tersebut, ELISA merupakan salah satu yang paling banyak digunakan karena proses kerjanya lebih praktis, cepat, sensitif, dan spesifik, dengan biaya yang relatif terjangkau. Berbeda dengan teknik kromatografi seperti LC-MS atau HPLC, ELISA hanya memerlukan instrumen yang lebih sederhana (spektrofotometer) dan tidak memerlukan training yang intensif. Waktu pengerjaannya yang relatif singkat juga membuat ELISA lebih unggul dibandingkan uji mikrobiologi. Selain itu, ELISA tidak memerlukan fasilitas cleanroom seperti yang dibutuhkan pada proses analisis PCR, sehingga pelaku industri tidak perlu membangun fasilitas baru.

Gambar 2. Distribusi metode analisis yang digunakan untuk penentuan kadar antibiotik dalam sampel makanan. (Sumber: Chafer-Pericas et al. 2010) 

Selain keunggulan-keunggulan tersebut, ELISA juga bersifat serbaguna karena dapat digunakan pada berbagai matriks sampel seperti plasma atau serum darah, jaringan, makanan, hingga urin. Dalam konteks industri pangan, rentang matriks yang luas ini memungkinkan analisis berbagai jenis sampel dengan komposisi yang beragam, baik susu, daging, madu, dan lain sebagainya. Sifatnya yang serbaguna inilah yang membuat ELISA banyak dipilih sebagai metode analisis, terutama untuk monitoring kadar residu kontaminan dalam makanan. Meskipun demikian, perlu diperhatikan bahwa setiap metode ELISA harus divalidasi berdasarkan matriks sampelnya. Hal ini karena berbagai komponen yang terkandung dalam matriks sampel (lemak, protein, ion, dan lain-lain) dapat mengganggu ikatan antigen-antibodi dan mengakibatkan hasil analisis yang menyimpang.

ELISA memiliki berbagai keunggulan dibandingkan metode analisis lain untuk monitoring kadar residu kontaminan dalam makanan, di antaranya sifatnya yang spesifik dan semi-kuantitatif, waktu pengerjaan yang relatif singkat, serta tidak memerlukan fasilitas dan instrumen yang kompleks. Selain itu, berbagai jenis ELISA tersedia sesuai kebutuhan analisis, mulai dari deteksi molekul kecil seperti antibiotik dan pestisida, hingga molekul kompleks seperti protein dan alergen. Meskipun demikian, pemilihan kit ELISA untuk analisis sampel pangan tetap harus memperhatikan berbagai parameter tervalidasi (mulai dari sensitivitas, spesifisitas, LOD, hingga recovery rate dan CV). 

Pembahasan lengkap mengenai parameter-parameter tersebut dapat dibaca di artikel kami: Understanding Sensitivity and Specificity).

Referensi : 

Aydin S, Emre E, Ugur K, et al. An overview of ELISA: a review and update on best laboratory practices for quantifying peptides and proteins in biological fluids. Journal of International Medical Research. 2025. Vol. 53(2) 1–18. doi: 10.1177/03000605251315913

Chafer-Pericas C, Maquieira A, Puchades R. Fast screening methods to detect antibiotic residues in food samples. Trends in Analytical Chemistry. 2010. (29) 9 : 1038 - 1049. doi:10.1016/j.trac.2010.06.004