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Comment la chromatographie d'échange ionique fonctionne-t-elle ?

La chromatographie (IEX) d'échange ionique est une technique qui est utilisée généralement dans la purification de biomolécule. Elle comporte la séparation des molécules sur la base de leur charge.

Cette technique exploite l'interaction entre les molécules chargées dans un échantillon et les parties à l'opposé chargées pendant la phase de papeterie de la modification de chromatographie. Ce type de séparation est difficile utilisant d'autres techniques car la charge est facilement manipulée par le pH du tampon utilisé.

Deux types de séparation d'échange ionique est possible - l'échange cationique et l'échange anionique.  Dans l'échange anionique la phase stationnaire franchement - chargé tandis que dans l'échange cationique il est négativement - est chargée.

Principe de la chromatographie d'échange ionique

La chromatographie d'IEX est employée dans la séparation des biomolécules chargés. L'échantillon brut contenant les molécules chargées est employé comme phase liquide. Quand il traverse le fléau chromatographique, les molécules grippent aux sites à l'opposé chargés pendant la phase stationnaire.

Les molécules séparées sur la base de leur charge sont éluées utilisant une solution de varier la concentration ionique. En réussissant une telle solution par le fléau, la séparation hautement sélectrice des molécules selon leurs différents frais a lieu.

La technique

Les opérations principales de la procédure d'échange ionique de chromatographie sont cotées ci-dessous :

  • Un échantillon impur de protéine est chargé en fléau d'échange ionique de chromatographie à un pH particulier.
  • Les protéines chargées gripperont aux groupes fonctionnels à l'opposé chargés dans la résine
  • Un gradient de sel est employé pour éluer les protéines séparées. Aux concentrations à faible teneur en sel, des protéines ayant peu de groupes chargés sont éluées et à des concentrations plus élevées en sel, des protéines avec plusieurs groupes chargés sont éluées.
  • Des protéines et les impuretés non désirées sont retirées en lavant le fléau.

Un gradient de pH peut également être appliqué pour éluer différentes protéines sur la base de leur remarque isoélectrique (pI) c.-à-d. la remarque à laquelle les acides aminés dans une protéine transportent la charge neutre et par conséquent n'émigre pas dans un champ électrique. Car les acides aminés sont les composés ioniques de zwitter ils contiennent des groupes ayant les charges positives et négatives. Basé sur le pH de l'environnement, les protéines transportent une charge positive, négative, ou de zéro. À leur remarque isoélectrique, ils n'agiront pas l'un sur l'autre avec les parties chargées dans la résine de fléau et par conséquent ne sont pas élués. Un gradient décroissant de pH peut être employé pour éluer des protéines utilisant une résine d'échange anionique et un gradient croissant de pH peut être employé pour éluer des protéines des résines d'échange cationique. C'est parce qu'augmentant le tampon pH de la phase mobile fait devenir la protéine moins protonated (moins franchement - chargé) ainsi il ne peut pas former une interaction ionique avec négativement - résine chargée, laissant est élution. Réciproquement, abaisser le pH de la phase mobile fera devenir la molécule protonated (moins négativement charged_, permettant son élution.

Choix de résine en chromatographie d'échange ionique

Les résines d'échange ionique ont franchement ou négativement - les groupes fonctionnels chargés en covalence liés à une modification solide. Des modifications sont habituellement faites de cellulose, polystyrène, agarose, et polyacrylamide. Certains des facteurs affectant le choix de résine sont l'échangeur d'anion ou cationique, le débit, le faible ou intense échangeur ionique, la dimension particulaire de la résine, et la capacité de liaison. La stabilité de la protéine d'intérêt dicte le choix d'un anion ou d'un échangeur cationique - l'un ou l'autre d'échangeur peut être employé si la stabilité est sans préoccupation.

Les applications de la chromatographie d'échange ionique

L'échange ionique est la méthode chromatographique la plus très utilisée pour la séparation et la purification des biomolécules chargés tels que des polypeptides, des protéines, des polynucléotides, et des acides nucléiques. Ses possibilités d'application répandues, grande capacité et simplicité, et son haute résolution sont les raisons principales de sa réussite comme méthode de séparation. La chromatographie d'échange ionique est très utilisée dans plusieurs applications industrielles certains dont soyez comme suit :

  • Séparation et purification des composants du sang tels que l'albumine, des facteurs de croissance recombinés et des enzymes.
  • Biotechnologie - applications analytiques telles que le contrôle qualité et la surveillance de processus
  • Nourriture et recherche clinique - pour étudier des variétés de blé et la corrélation de la protéinurie avec différentes maladies rénales.
  • Fermentation - des résines d'échange cationique sont employées pour surveiller le processus de fermentation pendant la production de ß-galactosidase.

Références

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Last Updated: Aug 23, 2018

Susha Cheriyedath

Written by

Susha Cheriyedath

Susha has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Chemistry and Master of Science (M.Sc) degree in Biochemistry from the University of Calicut, India. She always had a keen interest in medical and health science. As part of her masters degree, she specialized in Biochemistry, with an emphasis on Microbiology, Physiology, Biotechnology, and Nutrition. In her spare time, she loves to cook up a storm in the kitchen with her super-messy baking experiments.

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    Cheriyedath, Susha. (2018, August 23). Comment la chromatographie d'échange ionique fonctionne-t-elle ?. News-Medical. Retrieved on February 25, 2021 from https://www.news-medical.net/life-sciences/How-Does-Ion-Exchange-Chromatography-Work.aspx.

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