اگرچه چندین تومور مارکر سرمی شامل: ,CA-15-3 ,BR 27-29 ,Carcinoembryonic  HER-2 وTissue polypeptide specific antige برای تشخیص سرطان سینه استفاده می شود، ولی در بین این تومورمارکرها، دو مارکر CA-15-3 و CEA از همه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. CA-15-3 به عنوان اولین فاکتور تشخیصی برای سرطان سینه است که وارد جریان خون می شود. قبل از عمل جراحی، غلظت این تومور مارکر به همراه دیگر فاکتورهای تشخیصی برای پیش بینی کردن وضعیت بیمارانی که به تازگی مبتلا به این سرطان شده اند، مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر مهمترین کاربرد کلینیکی CA-15-3، در دنبال کردن وضعیت بیمارانی است که دچار حالت پیشرفته سرطان سینه شده اند، چرا که روش های رادیولوژیک و دیگر روش های کلینیکی مناسب در دسترس نیستند.

آزمایش CA-15-3 در واقع محصول پروتئینی یک ژن به نام MUC1 را اندازه گیری می کند. MUC1 یک پروتئین گیلکوزیله شده است که عرض غشاء را طی می کند و دارای 3 دامنه خارج سلولی، غشایی و سیتوپلاسمی می باشد. اگرچه نقش فیزیولوژیک آن تاکنون مشخص نشده است، ولی احتمال می دهند که در اتصالات سلولی، ایمنی و متاستاز سلول های سرطانی نقش داشته باشند. سلول های سرطانی سینه در مقایسه با سلول های سالم سطح بالاتری از غلظت MUC1 را دارند. هرچند در بافت های سرطانی میزان گلیکوزیلاسیون این پروتئین پایین تر می باشد.

در این روش کالیبراتور (CA-15-3) به همراه نمونه های کنترل یا بیمار به چاهک های پوشیده با استرپتوآویدین اضافه می شود، بعد از آن آنتی بادی مونوکلونال بیوتینه خاص (CA-15-3) اضافه می شود. واکنش بین آنتی بادی ضد (CA-15-3) و فرم سرمی این آنتی ژن منجر به تشکیل کمپلکسی می شود که در نهایت به استرپتوآویدین ته چاهک متصل می شود. مقدار اضافی پروتئین سرمی در طی فرآیند شستشو حذف می شود. در ادامه کونژگه آنزیم و آنتی بادی که علیه اپی توپ های خاص (CA-15-3) طراحی شده است به چاهک ها  اضافه می شود. این آنزیم در نهایت به CA-15-3 تثبیت شده در ته چاهک متصل می شود و آنزیم های اضافی به دنبال شستشو حذف می شوند. در نهایت مقدار رنگ تولید شده در اثر فعالیت آنزیم متناسب با غلظت (CA-15-3) می باشد.