Як працює хроматографія з іонообмінною технологією?

Іонообмінна хроматографія (IEX) - це техніка, яка зазвичай використовується при очищенні біомолекул. Він передбачає поділ молекул на основі їх заряду.

Цей метод використовує взаємодію між зарядженими молекулами у зразку та протилежним чином зарядженими фрагментами у канцелярській фазі хроматографічної матриці. Цей тип поділу важко застосовувати за допомогою інших методів, оскільки зарядом легко управляти за допомогою рН використовуваного буфера.

Можливе виділення іонообмінних типів двох типів - катіонообмін та аніонообмін. При аніонообміні стаціонарна фаза заряджена позитивно, тоді як при катіоні - негативно.

Принцип іонообмінної хроматографії

IEX-хроматографія використовується для розділення заряджених біомолекул. Неочищений зразок, що містить заряджені молекули, використовується як рідка фаза. Коли він проходить через хроматографічну колонку, молекули зв'язуються з протилежно зарядженими ділянками в нерухомій фазі.

Молекули, розділені на основі їх заряду, елююються за допомогою розчину з різною іонною силою. Пропускаючи такий розчин через колонку, відбувається високоселективне розділення молекул за різними зарядами.

Техніка

Основні етапи процедури іонообмінної хроматографії перелічені нижче:

Зразок нечистого білка завантажується в колонку іонообмінної хроматографії при певному рН.
Заряджені білки будуть зв'язуватися з протилежно зарядженими функціональними групами смоли
Для елюювання відокремлених білків використовується градієнт солі. При низькій концентрації солі елююються білки з кількома зарядженими групами, а при більш високих концентраціях солі елююються білки з кількома зарядженими групами.
Небажані білки та домішки видаляються промиванням колонки.

Градієнт рН може також застосовуватися для елюювання окремих білків на основі їх ізоелектричної точки (pI), тобто точки, в якій амінокислоти в білку несуть нейтральний заряд і, отже, не мігрують в електричному полі. Оскільки амінокислоти є цвіттер-іонними сполуками, вони містять групи, що мають як позитивні, так і негативні заряди. Виходячи з рН середовища, білки несуть позитивний, негативний або нульовий заряд. У своїй ізоелектричній точці вони не будуть взаємодіяти із зарядженими фрагментами смоли колони, а отже, елююються. Знижувальний градієнт рН може використовуватися для елюювання білків за допомогою аніонообмінної смоли, а зростаючий градієнт рН може використовуватися для елюювання білків із катіонообмінних смол. Це пояснюється тим, що збільшення рН буфера рухомої фази призводить до того, що білок стає менш протонованим (менш позитивно зарядженим), тому він не може утворювати іонну взаємодію з негативно зарядженою смолою, що дозволяє елююватися. І навпаки, зниження рН рухомої фази призведе до того, що молекула стане більш протонованою (менш негативно зарядженою), що дозволить її елюції.

Відбір смоли в іонообмінній хроматографії

Іонообмінні смоли мають позитивно або негативно заряджені функціональні групи, ковалентно пов'язані з твердою матрицею. Матриці зазвичай виготовляються з целюлози, полістиролу, агарози та поліакриламіду. Деякі фактори, що впливають на вибір смоли, це аніонний або катіоніт, швидкість потоку, слабкий або сильний іонообмінник, розмір частинок смоли та здатність зв’язування. Стійкість цікавого білка диктує вибір аніону або катіоніту - можна використовувати будь-який обмінник, якщо стабільність не викликає занепокоєння.

Застосування іонообмінної хроматографії

Іонний обмін є найбільш широко застосовуваним хроматографічним методом для розділення та очищення заряджених біомолекул, таких як поліпептиди, білки, полінуклеотиди та нуклеїнові кислоти. Його широка придатність, висока ємність і простота, а також висока роздільна здатність є ключовими причинами його успіху як методу розділення. Іонообмінна хроматографія широко використовується в ряді промислових застосувань, деякі з них такі:

Поділ та очищення таких компонентів крові, як альбумін, рекомбінантні фактори росту та ферменти.
Біотехнології - Аналітичні програми, такі як контроль якості та моніторинг процесів
Харчові та клінічні дослідження - для вивчення сортів пшениці та кореляції протеїнурії з різними захворюваннями нирок.
Ферментація - катіонообмінні смоли використовуються для контролю процесу бродіння під час виробництва ß-галактозидази.

Список літератури

Подальше читання

Суша Черієдат

Суша має ступінь бакалавра хімії та ступінь магістра біохімії в Університеті Калікута, Індія. У неї завжди був великий інтерес до медичної та медичної науки. В рамках магістратури вона спеціалізувалась на біохімії з акцентом на мікробіології, фізіології, біотехнології та харчуванні. У вільний час вона любить готувати шторм на кухні своїми надзвичайно брудними експериментами з випічки.

Цитати

Будь ласка, використовуйте один із наступних форматів, щоб цитувати цю статтю у своєму есе, роботі чи доповіді:

Черієдат, Суша. (2018, 23 серпня). Як працює іонообмінна хроматографія ?. Новини-Медичні. Отримано 15 грудня 2020 року з https://www.news-medical.net/life-sciences/How-Does-Ion-Exchange-Chromatography-Work.aspx.

Черієдат, Суша. "Як працює іонообмінна хроматографія?". Новини-Медичні. 15 грудня 2020 року. .

Черієдат, Суша. "Як працює іонообмінна хроматографія?". Новини-Медичні. https://www.news-medical.net/life-sciences/How-Does-Ion-Exchange-Chromatography-Work.aspx. (доступ 15 грудня 2020 р.).

Черієдат, Суша. 2018. Як працює іонообмінна хроматографія ?. News-Medical, переглянутий 15 грудня 2020 р., Https://www.news-medical.net/life-sciences/How-Does-Ion-Exchange-Chromatography-Work.aspx.

News-Medical.Net надає цю медичну інформаційну послугу відповідно до цих умов. Зверніть увагу, що медична інформація, розміщена на цьому веб-сайті, призначена для підтримки, а не для заміщення стосунків між пацієнтом та лікарем/лікарем та медичної консультації, яку вони можуть надати.

News-Medical.net - Сайт AZoNetwork