חיידקים גרם שלילי לשחרר שלל נגזר הממברנה החיצונית שלהם, מה שנקרא שלל הממברנה החיצונית (OMVs), לאורך הצמיחה. OMVs אלה ממלאים תפקידים חשובים בתקשורת בין תאים לתא, הן בין חיידקים לפונדקאי והן בין תאים חיידקיים, על ידי נשיאת מספר ביומולקולים חשובים, כולל DNA / RNA, חלבונים, שומנים ופפטידוגליקנים1,2. בפרט, התפקיד של OMVs בפתוגנזה חיידקית נחקר בהרחבה בשל העשרתם בגורמי ויראולנס מסוימים ורעלים3,4,5,6,7,8,9,10,11.
OMVs דווחו לנוע בין 20 ל 450 ננומטר, בהתאם לחיידקי האב ואת שלב הצמיחה, עם מספר סוגים של חיידקים משחררים OMVs בגודל הטרוגניים8,12,13,14, אשר גם שונים בהרכב החלבון שלהם ומנגנון של כניסת תא מארח12. H. pylori שוחרר OMVs בקוטר הנע בין 20 ל 450 ננומטר, עם OMVs קטן יותר המכיל הרכב חלבון הומוגני יותר מאשר OMVs גדול יותר. חשוב לציין, שתי האוכלוסיות של OMVs נצפו להיות מופנמים על ידי תאים מארחים באמצעות מנגנונים שונים12. בנוסף, הוכחנו כי Aggregatibacter actinomycetemcomitans משחרר אוכלוסייה של OMVs קטנים (<150 ננומטר) יחד עם אוכלוסייה של OMVs גדול (>350 ננומטר), עם OMVs המכיל כמות משמעותית של רעלן חלבון מופרש, לויקוטוקסין (LtxA)15. בעוד התפקיד של הטרוגניות OMV בתהליכים הסלולר הוא חשוב בבירור, קשיים טכניים בהפרדה וניתוח אוכלוסיות נפרדות של שלל הגבילו את המחקרים האלה.
בנוסף לחשיבותם בפתוגנזה חיידקית, הוצעו OMVs לשימוש במספר יישומים ביוטכנולוגיה, כולל כחיסונים וכלי רכב להעברת תרופות16,17,18,19,20. לשימושם התרגומי בגישות כאלה, נדרשת הכנה נקייה ומונודיספרסית של שלשלות. לכן, שיטות יעילות ויעילות של הפרדה נחוצות.
בדרך כלל, צנטריפוגה הדרגתית צפיפות (DGC) משמשת להפרדת אוכלוסיות ארסיות בגודל הטרוגניים מפסולת הסלולר, כולל flagellae וחלבונים מופרשים21; השיטה דווחה גם כגישה להפריד בין אוכלוסין OMV בגודל הטרוגניים12,13,14. עם זאת, DGC גוזל זמן רב, לא יעיל ומשתנה מאוד משתמש למשתמש22 ולכן הוא, לא אידיאלי עבור קנה מידה למעלה. לעומת זאת, כרומטוגרפיה של אי-הכללת גודל (SEC) מייצגת גישה מדרגית, יעילה ועקבית לטיהור OMVs21,23,24. גילינו כי ארוך (50 ס"מ), זרימת כבידה, טור SEC, מלא מדיום סינון ג'ל מספיק לטיהור יעיל והפרדה של אוכלוסין של OMVs. באופן ספציפי, השתמשנו בגישה זו כדי להפריד A. actinomycetemcomitans OMVs לתת אוכלוסין "גדול" ו "קטן", כמו גם כדי להסיר זיהום חלבון ו- DNA. הטיהור הושלם בפחות מ 4 שעות, והפרדה מלאה של תת אוכלוסין OMV והסרת פסולת הושלמה.