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Como a cromatografia da troca iónica trabalha?

A cromatografia (IEX) da troca iónica é uma técnica que seja de uso geral na purificação da biomolécula. Envolve a separação de moléculas com base em sua carga.

Esta técnica explora a interacção entre moléculas cobradas em uma amostra e partes oposta cobradas na fase dos artigos de papelaria da matriz da cromatografia. Este tipo de separação é difícil usando outras técnicas porque a carga é manipulada facilmente pelo pH do amortecedor usado.

Dois tipos de separação da troca iónica são possíveis - troca de cation e troca de aníon.  Na troca de aníon a fase estacionária positivamente - cobrado enquanto na troca de cation está negativamente - é cobrada.

Princípio de cromatografia da troca iónica

A cromatografia de IEX é usada na separação de biomoléculas cobradas. A amostra bruta que contem moléculas cobradas é usada como a fase líquida. Quando passa através da coluna cromatográfica, as moléculas ligam aos locais oposta cobrados na fase estacionária.

As moléculas separadas com base em sua carga eluted usando uma solução de variar a concentração iónica. Passando tal solução através da coluna, a separação altamente selectiva de moléculas de acordo com suas cargas diferentes ocorre.

A técnica

As etapas chaves no procedimento da cromatografia da troca iónica estão listadas abaixo:

  • Uma amostra impuro da proteína é carregada na coluna de cromatografia da troca iónica em um pH particular.
  • As proteínas cobradas ligarão aos grupos funcionais oposta cobrados na resina
  • Um inclinação de sal é usado para elute proteínas separadas. Em baixas concentrações de sal, as proteínas que têm poucos grupos cobrados eluted e em umas concentrações mais altas de sal, as proteínas com diversos grupos cobrados eluted.
  • As proteínas e as impurezas indesejáveis são removidas lavando a coluna.

Um inclinação do pH pode igualmente ser aplicado para elute proteínas individuais com base em seu ponto isoeléctrico (pI) isto é o ponto em que os ácidos aminados em uma proteína levam a carga neutra e daqui não migra em um campo elétrico. Porque os ácidos aminados são compostos iónicos do zwitter contêm os grupos que têm cargas positivas e negativas. Baseado no pH do ambiente, as proteínas levam uma carga positiva, negativa, ou do nada. Em seu ponto isoeléctrico, não interagirão com as partes cobradas na resina da coluna e daqui não eluted. Um inclinação de diminuição do pH pode ser usado para elute proteínas usando uma resina da troca de aníon e um inclinação crescente do pH pode ser usado para elute proteínas das resinas da troca de cation. Isto é porque aumentando o pH do amortecedor da fase móvel faz com que a proteína se torne protonated menos (menos positivamente - cobrado) assim que não pode formar uma interacção iónica com negativamente - resina cobrada, reservando é eluição. Inversamente, abaixar o pH da fase móvel fará com que a molécula torne-se protonated (menos negativamente charged_, permitindo sua eluição.

Selecção da resina na cromatografia da troca iónica

As resinas da troca iónica têm positivamente ou negativamente - os grupos funcionais cobrados ligados covalently a uma matriz contínua. As matrizes são feitas geralmente da celulose, do poliestireno, do agarose, e do polyacrylamide. Alguns dos factores que afetam a escolha da resina são cambista do aníon ou de cation, caudal, cambista fraco ou forte do íon, tamanho de partícula da resina, e capacidade de ligação. A estabilidade da proteína do interesse dita a selecção de um aníon ou de um cambista de cation - um ou outro cambista pode ser usado se a estabilidade é de nenhum interesse.

As aplicações da cromatografia da troca iónica

A troca iónica é o método cromatográfico o mais amplamente utilizado para a separação e a purificação de biomoléculas cobradas tais como polipeptídeos, proteínas, polinucleotido, e ácidos nucleicos. Sua aplicabilidade difundida, capacidade e simplicidade alta, e sua alta resolução são as razões chaves para seu sucesso como um método de separação. A cromatografia da troca iónica é amplamente utilizada em diversas aplicações industriais alguns de que seja como segue:

  • Separação e purificação de componentes do sangue tais como a albumina, factores de crescimento de recombinação e enzimas.
  • Biotecnologia - aplicações analíticas tais como a monitoração do controle e de processo da qualidade
  • Alimento e pesquisa clínica - para estudar variedades do trigo e a correlação do proteinuria com doenças renais diferentes.
  • Fermentação - as resinas da troca de Cation são usadas para monitorar o processo de fermentação durante a produção da ß-galactosidase.

Referências

Further Reading

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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