Ионообменная хроматография – принципы и возможности разделения белковых смесей ионообменной хроматографией. Носители и оборудование используемые для ионообменной хроматографии.

Ионная хроматография (или ионообменная хроматография) разделяет ионы и полярные молекулы на основе их сродства к ионообменнику. Он работает практически с любым типом заряженных молекул, включая большие белки, маленькие нуклеотиды и аминокислоты. Однако, ионную хроматографию необходимо проводить в условиях, удаленных на одну единицу от изоэлектрической точки белка.[1]
Два типа ионной хроматографии — анионообменная и катионообменная. Катионообменная хроматография используется, когда интересующая молекула заряжена положительно. Молекула заряжена положительно, потому что pH для хроматографии меньше, чем pI (a/k/a pH(I)). В этом типе хроматографии неподвижная фаза отрицательно заряжена, и положительно заряженные молекулы притягиваются к ней. Анион-обменная хроматография - это когда неподвижная фаза положительно заряжена, а отрицательно заряженные молекулы (что означает, что pH для хроматографии больше, чем pI) загружаются, чтобы притянуться к ней. Он часто используется при очистке белков, анализе воды и контроле качества. Водорастворимые и заряженные молекулы, такие как белки, аминокислоты и пептиды связываются с фрагментами, которые заряжены противоположно, образуя ионные связи с нерастворимой стационарной фазой.
Уравновешенная неподвижная фаза состоит из ионизируемой функциональной группы, в которой целевые молекулы смеси, подлежащей разделению и количественному определению, могут связываться при прохождении через колонку — катионная неподвижная фаза используется для разделения анионов, а анионная неподвижная фаза используется для отдельные катионы.
Катионообменная хроматография используется, когда желаемые молекулы для разделения представляют собой катионы, а анионообменная хроматография используется для разделения анионов. Затем связанные молекулы могут быть элюированы и собраны с использованием элюента, содержащего анионы и катионы, путем пропускания ионов более высокой концентрации через колонку или изменения pH колонки.
Одним из основных преимуществ использования ионной хроматографии является то, что во время разделения происходит только одно взаимодействие, в отличие от других методов разделения; следовательно, ионная хроматография может иметь более высокую устойчивость к матрице.
Еще одним преимуществом ионного обмена является предсказуемость моделей элюирования (на основе присутствия ионизируемой группы).
Например, при использовании катионообменной хроматографии катионы будут элюироваться последними. Между тем, отрицательно заряженные молекулы элюируются первыми. Однако при выполнении ионообменной хроматографии также существуют недостатки, такие как постоянная эволюция метода, что приводит к несогласованности от колонки к колонке.
Основным ограничением этого метода очистки является то, что он ограничен ионизируемой группой.
Ионообменная хроматография разделяет молекулы на основе их соответствующих заряженных групп, удерживает молекулы аналита на колонке за счет кулоновских (ионных) взаимодействий. Матрица ионообменной хроматографии состоит из положительно и отрицательно заряженных ионов.По сути, молекулы испытывают электростатические взаимодействия с противоположными зарядами на матрице неподвижной фазы. Неподвижная фаза состоит из неподвижной матрицы, содержащей заряженные ионизируемые функциональные группы или лиганды. На поверхности неподвижной фазы присутствуют ионные функциональные группы, которые взаимодействуют с ионами аналита противоположного заряда.
Для достижения электронейтральности эти инертные заряды соединяются с обменными противоионами в растворе. Ионизируемые молекулы, подлежащие очистке, конкурируют с этими способными к обмену противоионами за связывание с иммобилизованными зарядами на неподвижной фазе.