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La chromatographie par échange d'ions

La chromatographie par échange d'ions est un type de chromatographie liquide dans lequel les molécules de l'échantillon sont séparées en fonction de leur charge.

Elle est utilisée couramment pour séparer les molécules biologiques chargées telles que les protéines, les peptides, les acides aminés ou les nucléotides. Par exemple, les acides aminés des protéines contiennent des groupes chimiques chargés positivement et négativement. Les protéines peuvent porter une charge nette positive ou négative, voire aucune charge, en fonction du pH de leur environnement.

Le pH où la protéine n'a pas de charge est appelé point isoélectrique. Par conséquent, le choix du pH du tampon détermine la charge nette de la protéine en question. Si le pH du tampon est supérieur au point isoélectrique de la protéine en question, celle-ci portera une charge négative nette. En revanche, s'il est inférieur, la protéine portera une charge positive nette.

La phase stationnaire doit être sélectionnée selon la charge nette des molécules à séparer. De plus, comme les échantillons sont des mélanges de différents composés qui ont des charges différentes, un gradient de tampon est normalement utilisé pour éluer chaque composé différent séparément (figure 1).

Principe de séparation des molécules en chromatographie par échange d'ions. Tout d'abord, un mélange de protéines représentées sous forme de sphères colorées avec des signes plus ou moins s'écoule à travers la colonne de haut en bas. Sur les côtés de la colonne se trouvent des cations immobilisés représentés par des sphères oranges avec des signes plus. À mesure que le temps passe, les molécules chargées négativement se lient aux cations, puis les molécules chargées positivement sont éluées. Après l'ajout du tampon d'élution, des molécules légèrement chargées négativement sont éluées. Enfin, une concentration accrue du tampon d'élution sépare les molécules fortement chargées négativement des cations puis les élue. En dessous du déroulement des opérations, la courbe d'élution présente deux pics, l'un au moment de l'élution des molécules légèrement chargées négativement, et l'autre au moment de l'élution des molécules fortement chargées négativement.

Figure 1 : exemple de chromatographie par échange d'ions.