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Cromatografia a scambio ionico

La cromatografia a scambio ionico è un tipo di cromatografia liquida in cui le molecole del campione vengono separate in base alla loro carica. È comunemente usato per separare molecole biologiche cariche come proteine, peptidi, amminoacidi o nucleotidi. Ad esempio, gli amminoacidi delle proteine contengono gruppi chimici carichi sia positivamente che negativamente. Le proteine possono avere una carica netta positiva o negativa o addirittura nessuna carica a seconda del pH del loro ambiente.

Il pH in cui la proteina non ha carica è chiamato punto isoelettrico. Pertanto la scelta del pH del buffer determina la carica netta della proteina in questione. Se il pH del buffer è maggiore del punto isoelettrico della proteina in questione, la proteina avrà una carica netta negativa. D'altra parte, un pH inferiore al punto isoelettrico farà sì che la proteina abbia una carica netta positiva.

A seconda della carica netta delle molecole da separare, la fase stazionaria deve essere selezionata di conseguenza. Inoltre, poiché i campioni sono miscele di composti diversi con cariche diverse, viene normalmente utilizzato un buffer gradiente per eluire separatamente ciascun composto diverso (Figura 1).

Principio delle molecole di separazione nella cromatografia a scambio ionico. Innanzitutto, un mix di proteine, mostrato con sfere colorate e i simboli più o meno su di esse, scorre attraverso la colonna, dall'alto verso il basso. Ai lati della colonna sono immobilizzati i cationi, raffigurati come sfere arancioni con segni più. Col passare del tempo, in primo luogo, le molecole con carica negativa si legano ai cationi e le molecole con carica positiva vengono eluite. Dopo l'aggiunta del buffer di eluizione, vengono eluite molecole poco caricate negativamente. Infine, l'aumento della concentrazione del tampone di eluizione separa le molecole molto caricate negativamente dai cationi e le eluisce. La curva di eluizione sotto il flusso presenta due picchi, uno al momento dell'eluizione di molecole con carica poco negativa e il secondo al momento dell'eluizione di molecole con carica molto negativa.

Figure 1. Esempio di cromatografia a scambio ionico.