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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Antiserums, das spezifisch mit den durch Einwirkung von Plasmin auf Fibrin und Fibrinogen entstehenden frühen Fibrin- und Fibrinogen-Abbauprodukten bzw. Spaltprodukten (FSP = Fibrinogen-Spaltprodukte oder auch FDP = Fibrinogen Degradation Products), die in der Literatur als Fibrino-gen-X (fg-X) bzw. Fibrinogen-Y (fg-Y) bezeichnet werden, reagiert.
Durch die Einwirkung von Plasmin auf Fibrinogen entstehen Fibrinogen-Abbauprodukte, die bei der Diagnose und Behandlung von erworbenen «hämorhagischen Diathesen» zunehmend an Bedeutung gewonnen haben. Ihr Nachweis kann bei einer Reihe von Erkrankungen als wertvoller diagnostischer Hinweis dienen. Die wichtigsten Erkrankungen, bei denen Fibrinogen-Abbauprodukte auftreten, sind im Folgenden kurz aufgeführt:
1. Thrombotische Erkrankungen, wie venöse Thromben, Lungenembolie, Myocard-Infarkt, Coronar-Thrombose,
2. Bakterielle Infektionen,
3. Carzinom
4. Nieren- und Lebererkrankungen,
5. Obstretische Komplikationen.
Die bisher verwendeten Methoden zur Erkennung von FSP sind in der neueren Literatur miteinander verglichen worden (Marder, V. J., Matchett, M. O., Sherry, S.: Detection of serum fibrinogen and fibrin dégradation products. Am. ]. Med. 51 : 71-82 (1971), Thomas, D. P., Niewiarowski, S., Myers, A. R. et al.: A comparative study of four methods for detecting fibrinogen dégradation products in patients with various diseases. N. Engl. J. Med. 283:663-668 (1970), Carvalho, A. C. A., Ellman, L. L., Colman, R. W.: A comparision of the staphylococcal dumping test and an agglutination test for detection of fibrinogen dégradation products. Am. J. Clin. Pathol. 62:107-112 [1974]).
Alle diese Methoden haben so viele Nachteile, dass sie bisher keinen Eingang in die klinische Routine-Untersuchung gefunden haben.
Bei der Proteolyse des Fibrinogens mit Plasmin entsteht als erstes erkennbares Abbauprodukt das Fg-X-Spaltprodukt. Es hat ein Molekulargewicht von etwa 270 000, Fg-X kann durch Thrombin zur Gerinnung gebracht werden, wodurch es sich von allen anderen aus Fibrinogen entstehenden Abbauprodukten unterscheidet. Im Verlauf der weiteren Spaltung des Fibrinogens durch Plasmin entsteht aus fgX ein Fragment fg-Y und ein fg-D. Fg-Y hat ein Molekulargewicht von 190 000 und wird selbst weiter in ein fg-D und ein fg-E gespalten (Marder, F.J.: Immunologie structure of fibrinogen and its plasmin dégradation products. Theoretical and clinical considérations. In Fibrinogen, ed. Laki, K. 1969, Marcel Dekker, Inc., New York and Edward Arnold (Publishers, Ltd.) London, 339-358. Pizzo, S. V., Schwartz, H. L., Hill, R. L., and McKee, P. A.: The effect of plas-min on the submit structure of human Fibrin. J. Biol. Chem. 248: 4574-4583 [1973]). Die Fragmente fg-D und fg-E werden als plasminresistente Bruchstücke des Fibrinogens bezeichnet (Budzynski, A. Z., Stahl, M., Kopec, M., Latallo, Z., Kowalski, E.: High molecular weight products of the late stage of fibrinogen proteolysis by plasmin and their structural relation to the fibrinogen molecule. Biochem. Biophys. Acta 147:313-323 [1967]). Sie umfassen etwa 70% des ursprünglichen Fibrinogenmole-küls. Die Spaltprodukte des Fibrins (fb) ähneln denen des Fibrinogens, ausser das Fibrin-X (fb-X) durch Thrombin nicht mehr gerinnbar ist, da ihm die A- und B-Peptide fehlen, die noch im fg-X vorhanden sind. Zusätzlich können die Fibrinogen-Spalt-produkte lösliche Komplexe mit noch nicht abgebautem Fibrinogen bilden, ebenso wie mit Fibrinmonomeren. Die Molekulargewichte der so gebildeten Komplexe reichen von 400 000 bis zu 1 000 000.
Die wichtigste biologische Wirkung der Fibrinogen-Spaltprodukte beruht auf ihrer Antithrombin-Aktivität (solche Produkte werden auch als Antithrombin VI bezeichnet). Die Anti-thrombin-Aktivität der frühen Spaltprodukte (fg-X und fg-Y) ist etwa lOmal grösser als die der späten Spaltprodukte (fg-D und fg-E). Elektronenmikroskopische Untersuchungen (Bang, N. V., Fletcher, A. P., Alkjaersig, N. and Sherry, S.: Pathogenesis of the Coagulation Defect Developing Düring Pathological Plasma Proteolytic (Fibrinolytic) States. III Demonstration of Abnormal Clot Structur by Electron Microscopy. J. Clin. Invest. 41:935-943 (1962) Part I) haben gezeigt, dass in Gegenwart von Fibrinogenspaltprodukten gebildetes Fibrin sich stark von normalem Fibrin unterscheidet, wahrscheinlich in Folge einer anormalen Polymerisation.
Die Fibrin- und Fibrinogen-Spaltprodukte werden meistens mit immunologischen Methoden bestimmt, bei denen ein Fibri-nogen-Antiserum verwendet wird. Diese Methoden sind zur Bestimmung solcher Spaltprodukte ungeeignet, da das im Plasma enthaltene Fibrinogen auch mit dem Fibrinogen-Antise-rum reagiert. Da die frühen FSP, wie das fg-X und die grösseren Komplexe mit Thrombin gerinnbar sind und daher beim Gerin-nungsvorgang aus dem Plasma entfernt werden, enthält Serum nicht das ganze Spektrum der Fibrin- und Fibrinogen-Spaltprodukte. Nur die Fragmente Y, D und E, sowie die kleineren Peptide sind im Serum vorhanden, nicht jedoch das fg-X.
Bekannt sich Antiseren gegen fg-D und fg-E. Sie zeigen keine Kreuzreaktionen gegen Antifibrinogen und auch nicht untereinander. Sie werden zur Unterscheidung verschiedener Fibrin- und Fibrinogen-Spaltprodukte verwendet. Bisher ist es nicht möglich gewesen, auch Antiseren gegen fg-X bzw. fb-X oder fg-Y bzw. fb-Y herzustellen, also die frühen Spaltprodukte des Fibrinogens. Wegen der ausgeprägten Antithrombinwir-kung dieser Fibrin- bzw. Fibrinogen-Spaltprodukte wäre es wünschenswert, auch gegen diese Produkte Antiseren zu haben, um diese Spaltprodukte direkt im Plasma nachweisen zu können.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man ein für diagnostische Zwecke geeignetes spezifisches Antiserum gegen die frühen Fibrin- und Fibrinogen-Abbauprodukte durch Immunisierung von Kaninchen mit fg-X bzw. fb-X und fg-Y bzw. fb-Y und/oder einer Mischung aus fg-X bzw. fb-X und fg-Y bzw. fb-Y gewinnen kann, wenn durch genügend häufig wiederholte Adsorptionen mit Plasma oder Serum und Fibrinogen alle Unspezifitäten des gewonnenen Antiserums entfernt werden, insbesondere die Kreuzreaktion mit Fibrinogen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Antiseren gegen die Abbauprodukte X und Y des Fibrins und Fibrinogens, die durch Einwirkung von Plasmin auf Fibrin oder Fibrinogen erhalten werden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Versuchstiere mit den gereinigten Abbauprodukten X und Y des Fibrins und Fibrinogens immunisiert und das gewonnene Serum anschliessend so lange adsorbiert, bis man das spezifische Antiserum gewinnt.
Das Verfahren zur Herstellung eines Antiserums gegen die hochmolekularen Abbauprodukte fg-X, fg-Y, fb-X, fb-Y des Fibrins und/oder Fibrinogens besteht beispielsweise darin, dass man Kaninchen oder andere geeignete Labortiere in an sich bekannter Weise, vorzugsweise mit hochgereinigten frühen Abbauprodukten des Fibrins oder Fibrinogens, immunisiert und die gewonnenen Kaninchen-Antiseren so lange mit geeigneten Adsorptionsmitteln adsorbiert, bis das Antiserum nur noch mit den frühen Abbauprodukten des Fibrins oder Fibrinogens in der Immundiffusionstechnik nach Ouchterlony eine Reaktion zeigt, nicht aber mehr mit Plasma, Serum oder Fibrinogen reagiert. Geeignete Adsorptionsmittel sind Heparin-plasma, Citratplasma oder Plasmen, die mit anderen bekannten Antikoagulantien stabilisiert werden, wie z. B. Oxalate, Äthy-lendianintetraessigsäure oder Mischungen aus diesen Plasmen. Diese Plasmen müssen so gewonnen werden, dass in ihnen keine Fibrin- oder Fibrinogen-Spaltprodukte entstehen können.
Besser für die Adsorption geeignet als die aufgeführten Plasmen sind Plasmen, die mit Glutaraldehyd polymerisiert wurden. Die Herstellung von Immunadsorbentien unter Verwendung von Glutaraldehyd und Protein-Lösungen ist von Avrameas, St. beschrieben worden. (Avrameas, S. und Terwy-nek, T.: The cross-linking of proteins with Glutaraldehyde and its use for the préparation of immunoadsorbents. Immunoche-mistry 6:53-66 [1966]). Die Protein-Lösung, die für die Herstellung des Immunadsorbens verwendet wird, kann sehr unterschiedlicher Zusammensetzung sein. Wichtig ist nur, dass in ihr alle Proteine enthalten sind, die in humanem Plasma vorkommen, mit Ausnahme der hochmolekularen Fibrinogen-Abbauprodukte.
Das einfachste und schnellste Verfahren zur Herstellung des spezifischen Antiserums gegen die frühen Abbauprodukte des Fibrinogens verwendet über Bromcyan an Sepharose gekuppeltes Plasma. Hierbei wird in Analogie zu Arbeiten von Cuatrecasas, P. et al. Sepharose 4B (ein Agarosegel, das man erhält, wenn 4%ige Agarose-Lösung zur Gelbildung in Perlenform gebracht wird. Pharmacia, Uppsala, Schweden) mit Proteinlösungen über Bromcyan (BrCN) verbunden.
Dieses von Cuatrecasas beschriebene Verfahren zur Reinigung und Isolierung von Proteinen wird als Affinitätschromatographie bezeichnet. (Cuatrecasas, P., Wilchek, M. and Anfinsen, C. B.: Selected enzyme purification by affinity chromatography. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 61 [1968], 635-643).
Die verwendeten Antiseren sollten bereits vor der Aufarbeitung einen möglichst hohen Antikörper-Titer (in der Dop-peldiffusions-Technik nach Ouchterlony ([Ouchterlony, ö. Antigen-Antibody-Reaction in Gel, Archiv Kemie Mineral.
Geol. Bd. 26 B, Nr. 14:1-9 [1948]) gegen die frühen Fibrin- und Fibrinogen-Abbauprodukte haben, da während der häufigen Adsorptionsprozesse auch Antikörper gegen die frühen
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Abbauprodukte verlorengehen. Daher ist es zweckmässig, den Titer des Serums jedes einzelnen Kaninchens vor der Adsorption zu bestimmen und nur solche Seren zu verwenden, deren Titer zufriedenstellend ist. Wird zur Immunisierung der Labor-? tiere fg-Y bzw. fb-Y verwendet, ist es häufig nicht möglich, Antiseren mit ausreichendem Titer zu gewinnen. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass fg-Y bzw. fb-Y schlechtere Antigene als fb-X bzw. fg-X sind, oder dass bei der anschliessenden Aufarbeitung bei der Adsorption zu viel der gebildeten Anti-io körper aus dem Antiserum herausadsorbiert werden.
Man stellt sich dann einen Pool aus mehreren ausgewählten Kaninchen-Antiseren her und gibt das Adsorptionsmittel zu dem gepolten Antiserum. Antikörper, die nicht gegen die frühen Fibrinogen-Abbauprodukte gerichtet sind, werden an das i ? Adsorptionsmittel gebunden und werden anschliessend, wie nachstehend beschrieben, in geeigneter Weise aus dem Serum entfernt. Durch Wiederholung der Adsorption gelangt man schliesslich zu einem Antiserum, das spezifisch mit den frühen Fibrin- oder Fibrinogen-Abbauprodukten fg-X, fg-Y, fb-X und 2n fb-Y reagiert.
Das Antiserum kann dann direkt verwendet werden, wird aber vorteilhafter Weise zur Erhöhung des Titers, d. h. Anreicherung des Immunglobulin-Gehalts fraktioniert. Vorteilhaft ist es sogar, wenn man vor Beginn der Adsorptionsprozesse die 25 Immunglobulin-G-Fraktion der Antiseren gewinnt. Besonders bewährt hat sich die Chromatographie des Serums an modifizierten Dextranen (Sephadex G150 der Firma Pharmacia Fine Chemicals AB, Uppsala, Schweden) und Isolierung der Immunglobulin-G-Fraktion aus den gewonnenen Fraktionen sn der Gelchromatographie. Die isolierte Gammaglobulin-Frak-tion wird dann mit geeigneten Adsorptionsmitteln so lange adsorbiert, bis die Fraktion spezifisch nur noch mit den frühen Abbauprodukten des Fibrins oder Fibrinogens reagiert.
Das gewonnene Antiserum eignet sich besonders zum • Nachweis von hochmolekularen Abbauprodukten des Fibrins und Fibrinogens im Plasma, was bisher nicht möglich gewesen ist. In einer einfachen Versuchsanordnung können mit Hilfe dieses Antiserums quantitativ die frühen Abbauprodukte des Fibrins und Fibrinogens im Plasma bestimmt werden. Dazu werden gleiche Volumina einer entsprechend verdünnten Menge des Antiserums zu einem gleichen Volumen eines verdünnten Plasmas, das Fibrinogen-Abbauprodukte enthält, gegeben und nach einer Inkubationszeit von 30 Minuten wird die entstandene Trübung bei einer Extinktion E 436 Hg gemessen. 4- Von diesem Messwert ist eine Leerwertbestimmung, die mit einem Normalplasma erstellt wird, abzuziehen. Der verbleibende Extinktionswert gibt mit Hilfe einer Bezugskurve den Gehalt an Fibrinogen-Abbauprodukten des geprüften Plasmas an.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
Die durch Immunisierung von Kaninchen mit gereinigten - ; frühen Abbauprodukten des Fibrins und Fibrinogens erhaltenen Antiseren wurden gepoolt. Zu 100 ml Kaninchenserum wurden 200 mg lyophilisiertes Heparin-Plasma gegeben und die Mischung 4 Stunden bei 37 °C belassen. Anschliessend wurde die Mischung für etwa 16 Stunden bei etwa +4 °C stehengelas-h', sen. Der Niederschlag wurde durch Zentrifugation abgetrennt. Der Überstand wurde dann erneut mit Heparin-Plasma (200 mg/100 ml) versetzt, bei 37 °C 4 Stunden inkubiert und anschliessend erneut etwa 16 Stunden bei +4 °C stehengelassen und der gebildete Niederschlag erneut abzentrifugiert. Der ., Erfolg eines jeden dieser Adsorptionsschritte wurde mit der Immundiffusionstechnik nach Ouchterlony überprüft. Der beschriebene Adsorptionsvorgang ist so oft zu wiederholen, bis das Antiserum in der Immundiffusion mit den frühen Fibrin-
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und Fibrinogen-Abbauprodukten eine Präzipitationslinie zeigt, jedoch nicht mehr mit Fibrinogen oder einem Normalplasma oder einem Normalserum reagiert. Erfahrungsgemäss ist die Adsorption 12- bis 15mal zu wiederholen, bevor das Antiserum spezifisch ist.
Das spezifische Antiserum wurde an einer Sephadex G 150 Säule Chromatographien, wobei physiologische Kochsalzlösung als Elutionspuffer verwendet wurde. Der 2. Elutionspeak enthält die Immunglobulin-G-Fraktion des Antiserums. Diese Fraktion wurde gepoolt und mit Hilfe eines Ankonzentrie-rungsgerätes auf eine Protein-Konzentration von etwa 5% gebracht.
In diesem Beispiel sind Adsorptionsbedingungen beschrieben, die zu besonders guten Ergebnissen geführt haben. Die angegebenen Bedingungen, die sich auf die Adsorptionsdauer, Adsorptionstemperatur und die verwendete Menge Adsorptionsplasma beziehen lassen sich in weiten Grössen variieren, ohne dass dies zu anderen als den beschriebenen Ergebnissen führt.
Beispiel 2
Das durch Immunisierung mit den frühen Abbauprodukten des Fibrins und Fibrinogens gewonnene Antiserum von Kaninchen wurde an Sephadex G150 chromatographiert, wobei physiologische Kochsalzlösung als Elutionspuffer verwendet wurde. Der 2. Elutions-Peak der Chromatographie wurde mit einem Ankonzentrierungsgerät auf eine Proteinkonzentration von etwa 5% gebracht. Zu 100 ml dieser Fraktion wurden 200 mg lyophilisiertes Heparin-Plasma und die Adsorption, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Der Adsorptionsschritt wurde so oft wiederholt, bis die behandelte Fraktion in der Immundiffusion nach Ouchterlony nur noch mit den frühen Fibrin- und Fibrinogen-Abbauprodukten reagiert, nicht aber mehr mit Fibrinogen, Normalplasma und/oder Normalserum. Anschliessend wurde die mit Heparin-Plasma adsorbierte Anti-serum-Fraktion nochmals an modifiziertem Dextran (Sephadex G 150) chromatographiert und die Immunglobulin-G-enthal-tende Fraktion gepoolt und auf einen Proteinwert von 5% ankonzentriert.
In diesem Beispiel ist die Herstellung eines mit Glutaraldehyd polymerisierten Plasmas beschrieben.
Beispiel 3
Zur Adsorption des Kaninchen-Antiserums wurde wie folgt ein Immun-Adsorbens hergestellt. 100 ml Ionenaustauscher-Plasma wurden mit 1 M Acetat-Puffer, pH 5,0, auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt. Zu 100 ml dieses Plasmas wurden tropfenweise unter Rühren bei Zimmertemperatur 30 ml einer 25%igen Glutardialdehyd-Lösung gegeben. Die Mischung wurde 3 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen und der Niederschlag durch Zentrifugation abgetrennt. Der Niederschlag wurde mit 100 ml physiologischer Kochsalzlösung suspendiert und 15 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt. Anschliessend wurde zentrifugiert und der Niederschlag erneut mit physiologischer Kochsalzlösung resuspendiert, 15 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt und erneut zentrifugiert. Dieser Waschvorgang wurde noch einmal wiederholt. Das polymerisierte Plasma wurde anschliessend durch ein feinmaschiges Sieb gepresst. Der oben beschriebene ■i Waschprozess wurde dann noch dreimal mit dem gesiebtenpo-lymerisierten Plasma wiederholt.
Zu 100 ml Kaninchenserum wurden 1,5 g des mit Glutaraldehyd polymerisierten Plasmas gegeben und die Mischung 1 Stunde bei Zimmertemperatur gerührt. Anschliessend blieb die ! o Mischung für etwa 16 Stunden bei etwa +4 °C stehen. Der Niederschlag wurde durch Zentrifugation abgetrennt. Der Überstand wurde dann erneut wie bei der oben beschriebenen 1. Adsorption mit glutaraldehyd-polymerisiertem Plasma behandelt. Dieser Adsorptionsschritt ist so oft zu wiederholen, ir. bis das Antiserum in der Immundiffusion mit den frühen Fibrin-und Fibrinogen-Abbauprodukten eine Präzipitationslinie zeigt, jedoch nicht mehr mit Fibrinogen oder einem Normalplasma oder einem Normalserum reagiert.
Das spezifische Antiserum kann dann zur Erhöhung des 2» Titers gegen die frühen Fibrin- und Fibrinogen-Abbauprodukte, wie im Beispiel 1 beschrieben, weiter verarbeitet werden. Wie im Beispiel 2 beschrieben, ist es auch möglich, das Kaninchenserum vor der Adsorption an Sephadex G150 zu chromatogra-phieren und die isolierte Immunglobulin-G-Fraktion mit dem 21 polymerisierten Plasma zu adsorbieren.
Beispiel 4
100 ml Sepharose 4B wurden mit 100 ml H2O verrührt. Zu dieser Suspension wurden unter Rühren bei Zimmertempera-30 tur 10 g BrCN in 100 ml H2O gelöst gegeben. Der pH-Wert wurde mit 4 N NaOH auf pH 11 gebracht und für 30 Minuten durch weitere Zugabe von NaOH auf diesem pH-Wert gehalten. Die Suspension wurde anschliessend auf einer Nutsche mit 800 ml 0,1 M NaHC03-Lösung vom pH 8,9 gewaschen, j j Anschliessend wurde die aktivierte Sepharose mit 100 ml 0,1 M NaHCÛ3 pH 8,9 suspendiert und mit 10 g frischem Plasma 24 Stunden bei etwa +4 °C gerührt. Diese Mischung wurde dann in ein Chromatographie-Rohr gegeben und mit 0,9%iger Kochsalzlösung gewaschen, bis kein Protein mehr eluiert wurde. 5 ml 4f> des Kaninchen-Antiserums wurden dann auf der Säule chromatographiert. Das Eluat wurde in Fraktionen gesammelt, die Proteinfraktionen vereint und auf einen Proteingehalt von etwa 5% ankonzentriert.
Der Erfolg dieser Affinitätschromatographie wurde, wie im 4- Beispiel 1 beschrieben, mit der Immundiffusionstechnik nach Ouchterlony überprüft.
Die beschriebene Affinitäts-Chromatographie war so oft zu wiederholen, bis das Antiserum in der Immundiffusion spezifisch mit den frühen Fibrin- und Fibrinogen-Abbauprodukten reagiert.
Die in diesem Beispiel beschriebenen Bedingungen können in Bezug auf die angegebenen Mengenverhältnisse und die anderen aufgeführten Parameter geändert werden, ohne dass -, dadurch wesentlich andere Ergebnisse erzielt werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Antiseren gegen die Abbauprodukte X und Y des Fibrins und Fibrinogens, die durch Einwirkung von Plasmin auf Fibrin oder Fibrinogen erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass man Versuchstiere mit den gereinigten Abbauprodukten X und Y des Fibrins und Fibrinogens immunisiert und das gewonnene Serum anschliessend so lange adsorbiert, bis man das spezifische Antiserum gewinnt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man wiederholt mit Heparin-Plasma bzw. Citrat-, Oxalat- oder Äthylendiamintetraacetat-Plasma adsorbiert.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Antiserum wiederholt mit durch Glutaralde-hyd versetztem Plasma adsorbiert.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Antiserum wiederholt mit bromcyanaktivierter Sepharose adsorbiert, an das Plasma gekuppelt ist.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das spezifische Antiserum an Sephadox filtriert und die Immunglobulin-G-Fraktion isoliert.
6. Verfahren nach Patentansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Fraktionierung des spezifischen Antiserums die Immunglobulin-G-Fraktion isoliert.
7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Adsorption 12- bis 15mal wiederholt.
8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet; dass man für die Aufarbeitung ein Antiserum mit hohem Antikörper-Titer verwendet.
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