Η μέτρηση του χαλκού στον ορό, χρησιμοποιείται για τη εργαστηριακή διάγνωση της νόσου Wilson, της πρωτοπαθούς χολικής κίρρωσης και της πρωτοπαθούς σκληρυντικής χολαγγειίτιδας.

Ο χαλκός (Cu) είναι ένα βασικό ιχνοστοιχείο, απαραίτητο στην σύνθεση της αιμοσφαιρίνης και στην ενεργοποίηση των ενζύμων της αναπνευστικής αλυσίδας. Σε φυσιολογικές συνθήκες, περισσότερο από το 95% του χαλκού στον ορό βρίσκεται δεσμευμένο στην σερουλοπλασμίνη ενώ το υπόλοιπο συνδέεται χαλαρά με την αλβουμίνη.
 
Τα μειωμένα επίπεδα χαλκού στον ορό, συνήθως οφείλονται σε υπερβολική πρόσληψη σιδήρου ή ψευδαργύρου και σπάνια στην πραγματική έλλειψη διαιτητικού χαλκού. Η μείωση των επιπέδων χαλκού έχει ως αποτέλεσμα σοβαρή διαταραχή της ανάπτυξης και μείωση της ερυθροποίησης. Χαμηλές συγκεντρώσεις χαλκού στο αίμα παρατηρούνται επίσης στην ηπατοφακοειδή εκφύλιση (νόσος Wilson), λόγω της μειωμένης σύνθεσης της σερουλοπλασμίνης. Στη νόσο Wilson, ο δεσμευμένος με την αλβουμίνη χαλκός μπορεί στην πραγματικότητα να αυξηθεί, αλλά ο χαλκός της σερουλοπλασμίνης είναι χαμηλός, με τελικό αποτέλεσμα τα μειωμένα επίπεδα χαλκού στον ορό. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της οξείας φάσης της νόσου Wilson, η σερουλοπλασμίνη και ο χαλκός μπορεί να είναι φυσιολογικά, εξαιτίας της αυξημένης απελευθέρωσης της σερουλοπλασμίνης. Χωρίς σερουλοπλασμίνη για τη μεταφορά του χαλκού, η νόσος του Wilson οδηγεί σε συσσώρευση του χαλκού στους ιστούς του εγκεφάλου, των οφθαλμών, των νεφρών και του ήπατος. Ένα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτής της ασθένειας είναι η παρουσία των δακτυλίων Kayser-Fleischer γύρω από την ίριδα του ματιού, οι οποίοι δημιουργούνται από εναποθέσεις χαλκού. Άλλες διαταραχές που σχετίζονται με μειωμένες συγκεντρώσεις χαλκού στον ορό περιλαμβάνουν τον υποσιτισμό, την υποπρωτεϊναιμία, τη δυσαπορρόφηση, το νεφρωσικό σύνδρομο, τη νόσο Menkes και υπερβολική πρόσληψη συμπληρωμάτων διατροφής που περιέχουν ψευδάργυρο (ο ψευδάργυρος παρεμποδίζει την φυσιολογική απορρόφηση χαλκού από τον γαστρεντερικό σωλήνα).
 
Η αύξηση των επιπέδων χαλκού στον ορό, εντοπίζεται στην πρωτοπαθή χολική κίρρωση, την πρωτοπαθή σκληρυντική χολαγγειίτιδα, την αιμοχρωμάτωση, τις κακοήθεις νόσους (συμπεριλαμβανομένης της λευχαιμίας), την θυρεοτοξίκωσης και διαφόρων λοιμώξεων. Οι συγκεντρώσεις του χαλκού στον ορό μπορεί να είναι επίσης αυξημένες σε ασθενείς που λαμβάνουν αντισυλληπτικά ή οιστρογόνα και κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης.