$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Oczyszczanie biomolekuł ze złożonych próbek biologicznych jest niezbędnym i często trudnym krokiem w eksperymentach biologicznych1. Ogniskowanie izoelektryczne (IEF) dobrze nadaje się do separacji złożonych biomolekuł w wysokiej rozdzielczości, w których amfolity nośnikowe przemieszczają się zgodnie ze swoim ładunkiem i ustalają gradient pH w polu elektrycznym3. Pierwszy komercyjny amfolit dla IEF został opracowany przez Olofa Vesterberga w 1964 roku i opatentowany4,5. Amfolity nośne to alifatyczne cząsteczki kwasu oligo-aminooligokarboksylowego o różnej długości i rozgałęzieniu6. Następnie Vesterberg i inni udoskonalili amfolity nośnikowe w celu ich rozszerzonego zastosowania w rozdzielaniu biomolekuł6,7.
Metody rozdzielania biomolekuł obejmują elektroforezę w żelu agarozowym i poliakrylamidowym, dwuwymiarową elektroforezę żelową (2-DE), ogniskowanie izoelektryczne, elektroforezę kapilarną, izotachotezę i inne techniki chromatograficzne (np. TLC, FPLC, HPLC)2. IEF w fazie ciekłej wykonywany w instrumencie zwanym "Rotofor" został wynaleziony przez Milana Bier8. Był pionierem koncepcji i konstrukcji tego instrumentu i wniósł duży wkład w teorię migracji elektroforetycznej. Jego zespół opracował również matematyczny model procesu separacji elektroforetycznej na potrzeby symulacji komputerowych9.
Aparat IEF w fazie ciekłej to poziomo obracająca się cylindryczna komórka składająca się z nylonowego rdzenia podzielonego na 20 porowatych komór i ceramicznego pręta chłodzącego wodę w obiegu. Porowate komory umożliwiają cząsteczkom migrację przez fazę wodną między elektrodami i umożliwiają pobieranie oczyszczonych próbek w próżni w postaci frakcji. Ten system oczyszczania może zapewnić do 1000-krotnego oczyszczenia określonej cząsteczki w ciągu <4 godzin. Cenną cechą tego instrumentu jest to, że może być stosowany jako pierwszy krok do oczyszczania ze złożonej mieszaniny lub jako ostatni krok do osiągnięcia czystości10. Jeśli cząsteczka będąca przedmiotem zainteresowania jest białkiem, kolejną zaletą jest to, że jej natywna konformacja zostanie zachowana podczas separacji.
Szeroko opisywane stosowanie IEF w fazie ciekłej do oczyszczania białek, enzymów i przeciwciał6,10,11,12,13,14. Tutaj opisujemy zastosowanie tego podejścia do oddzielania i oczyszczania małych cząsteczek i peptydów z rośliny leczniczej Gymnema sylvestre. Protokół ten pomoże naukowcom skoncentrować i oczyścić aktywne małe cząsteczki z ekstraktu roślinnego do dalszych zastosowań przy niskich kosztach. Ponadto pokazujemy również, że wzbogacenie białek ze złożonego ekstraktu białkowego z Candida albicans fungus15 w tym systemie opartym na IEF jako drugi przykład.