Fonte: Laboratório da Dra.B. Jill Venton - Universidade da Virgínia

Cromatografia de troca de íons é um tipo de cromatografia que separa analitos com base na carga. Uma coluna é usada que é preenchida com uma fase estacionária carregada em um suporte sólido, chamada de resina de troca de íons. A cromatografia forte de troca de cations separa preferencialmente os ceados usando uma resina carregada negativamente, enquanto a cromatografia forte de troca de ânions seleciona preferencialmente os ânions usando uma resina carregada positivamente. Esse tipo de cromatografia é popular para a preparação da amostra, por exemplo, na limpeza de proteínas ou amostras de ácido nucleico.

Cromatografia de troca de íons é um processo de duas etapas. Na primeira etapa, a amostra é carregada na coluna em um buffer de carregamento. A vinculação da amostra carregada à resina da coluna baseia-se em interações iônicas da resina para atrair a amostra da carga oposta. Assim, amostras carregadas de polaridade oposta à resina estão fortemente ligadas. Outras moléculas que não são carregadas ou são da carga oposta não estão ligadas e são lavadas através da coluna. O segundo passo é elutar o analito que está ligado à resina. Isso é feito com um gradiente de sal, onde a quantidade de sal no tampão é lentamente aumentada. As frações são coletadas no final da coluna à medida que ocorre a elução e a amostra purificada de interesse pode ser recuperada em uma dessas frações. Outra técnica, como a espectroscopia, pode ser necessária para identificar qual fração contém a amostra. A cromatografia de troca de íons é especialmente útil em estudos proteicos, para isolar proteínas de interesse que tenham uma carga ou tamanho específicos, pois o tamanho pode determinar o número de interações com a resina.

Cromatografia de troca de íons é uma técnica de separação mais geral do que a cromatografia de afinidade, que também é frequentemente usada no preparo de amostras proteicas, onde um anticorpo é anexado a uma coluna para ligar um analito específico. Uma nova coluna de afinidade deve ser comprada para cada analito, enquanto o mesmo tipo de coluna de troca de íons, muitas vezes com diferentes condições de eluição, pode ser usado para limpar muitas proteínas da mesma carga. A cromatografia de troca de íons também pode ser usada em conjunto com outros tipos de cromatografia que se separam com base em outras propriedades. Por exemplo, a cromatografia de exclusão de tamanho separa-se com base no tamanho e poderia ser usada antes da cromatografia de troca de íons para escolher compostos de apenas um determinado tamanho.

1. Preparando a Amostra e a Coluna

1. Nesta demonstração, uma mistura de 2 proteínas será separada em uma coluna de troca de cáation: hemoglobina e citocromo C. Adicione 0,2 mL tampão de equilíbrio (pH 8.1) à amostra de proteína e vórtice para misturar completamente. Centrifuga por 2 minutos para remover qualquer espuma.
2. Coloque a coluna de troca de cation em um tubo de ensaio por 5 minutos para permitir que a resina se instale. Aperte o tubo de ensaio com a coluna em um suporte de anel para ter certeza

A cromatografia de troca de íons é amplamente utilizada na bioquímica para isolar e purificar amostras de proteínas. As proteínas têm muitos aminoácidos com grupos funcionais que são carregados. As proteínas são separadas com base na carga líquida, que depende do pH. Algumas proteínas são mais positivamente carregadas, enquanto outras são mais carregadas negativamente. Além disso, as etiquetas de peptídeos podem ser geneticamente adicionadas a uma proteína para dar-lhe um ponto isoelétrico que não est?...