La mayor parte de las cadenas ligeras del organismo se encuentran asociadas con cadenas pesadas para dar lugar a los anticuerpos. No obstante, existe una pequeña fracción, formada por cadenas de tipo κ y λ en proporción constante, que circula libre en condiciones fisiológicas (CLLs ó FLC) Las alteraciones de su concentración y, sobre todo, del cociente κ/λ (ratio), son características de las enfermedades causadas por la proliferación incontrolada de un clon de célula plasmática, en las que hay una gran producción de cadenas ligeras libres, pero sólo del tipo secretado por el clon proliferante, ya sea κ o λ.

La electroforesis de proteínas en suero (EPS) y la inmunofijación (IF) son los métodos analíticos habitualmente empleados para detectar la presencia de CLLs (ó FLC). Sin embargo son poco sensibles (sensibilidad de la IF 100-150 mg/l) y no siempre proporcionan resultados cuantitativos. Estos inconvenientes han quedado resueltos con el desarrollo de nuevos inmunoensayos, cuya sensibilidad es mayor y que además permiten cuantificarlas con precisión (sensibilidad 2-4 mg/l). Gracias a esto ahora es posible hacer un diagnóstico precoz en aquellos casos que cursan con una producción muy baja de inmunoglobulinas.

Las CLLs no están aumentadas en todas la gammapatías monoclonales, por lo que su determinación debe enfocarse como un test complementario, sin excluir la realización de otras pruebas convencionales. Son particularmente interesantes en dos situaciones: por una parte, cuando un paciente presenta indicios de estar sufriendo un proceso neoplásico de células plasmáticas sin confirmación por EPS o IF, lo que ocurre con frecuencia en casos de mieloma múltiple no secretor, mieloma múltiple de cadenas ligeras (mieloma de Bence Jones) y amiloidosis sistémica. De otro lado, en las gammapatías monoclonales de significado incierto (GMSI) el cociente κ/λ ha demostrado ser un factor de riesgo independiente de la progresión a gammapatía maligna.
Puede ser anormal en otras patologías tales como la enfermedad de Waldenströn, leucemia linfática crónica y linfoma del manto, aunque se desconoce su significado pronóstico.

Los valores de referencia en personas sanas definidos por Katzmann son: CLLs κ = 3,3-19,4 mg/l; CLLs λ = 5,7-26,3 mg/l; ratio κ/λ (95% del intervalo de referencia) = 0,3-1,2, si bien los autores recomiendan establecer unos valores propios en cada laboratorio. Cuando hay insuficiencia renal avanzada los valores pueden ser 20-30 veces superiores con un ligero aumento del ratio.
En pacientes de nuevo diagnóstico con enfermedad medible por EPS el ratio de cadenas ligeras libres tiene valor pronóstico basal, y cuando se incorpora al sistema internacional de estadiaje (ISS) se mejora la capacidad de estratificación del riesgo, aunque las mediciones seriadas en estos pacientes no parecen tener un valor añadido.

El nuevo sistema internacional de criterios de respuesta incorpora el concepto de remisión completa rigurosa, para lo que es preciso que se normalice el ratio de FLC.