Focalizarea izoelectrică (IEF), numită și electrofocalizare, este un mijloc de separare a moleculelor pe baza diferențelor în sarcina lor electrică. Este un tip de electroforeză, un fenomen în care particulele pot fi dispersate în fluid prin aplicarea unui câmp electric constant. În celulele vii, focalizarea izoelectrică are loc în mod natural, dar este adesea recreată în laborator folosind proteine suspendate într-un gel.
Capacitatea de a separa molecule în focalizarea izoelectrică se bazează pe înțelegerea nivelului pH-ului diferitelor proteine. Proteinele pot avea un pH între 1 și 12. Sarcina netă a unei proteine va fi determinată de nivelul pH-ului mediului local. De exemplu, o proteină ar putea avea o sarcină netă neutră, pozitivă sau negativă pe baza pH-ului mediului înconjurător.
Sarcina netă a oricărei proteine este suma totală a sarcinilor sale pozitive și negative. Acest lucru este determinat de dacă lanțurile amino care compun proteina sunt sau nu acide sau bazice. Când există mai multe grupuri acide decât grupuri bazice, pH-ul rezultat va fi scăzut sau acid. Când există mai multe grupuri bazice decât grupuri acide, pH-ul rezultat va fi ridicat sau bazic. Majoritatea proteinelor vor avea un pH de 3-12, cu o concentrație mare în intervalul 4-7.
Proteinele sunt încărcate pozitiv atunci când se află într-o soluție care are o valoare a pH-ului mai mică decât cea a proteinei în sine. Ei vor avea o sarcină negativă atunci când valoarea pH-ului soluției are o valoare a pH-ului mai mare decât propriul lor pH. Prin urmare, nivelul pH-ului proteinei se numește punctul izoelectric al proteinei. Focalizarea izoelectrică are loc atunci când mediul proteinei este manipulat folosind un câmp electric.
Când un câmp electric este aplicat mediului proteinei, acesta va afecta modul în care se comportă particulele din proteină. Aceasta înseamnă că atunci când proteina este supusă unui mediu care este la același nivel de pH ca ea însăși, particulele din proteină nu se vor mișca. Când, totuși, proteina este supusă unui mediu care are un pH mai scăzut decât ea însăși, particulele se vor deplasa către catod. Dacă mediul proteinei are un pH mai mare decât al său, particulele se vor deplasa spre anod. Focalizarea izoelectrică necesită manipularea mediului proteinei, astfel încât particulele acesteia să se miște în direcția dorită.