Ion exchange chromatography

Ion Exchange Chromatography เป็นเทคนิคที่ใช้ในการแยกสาร เช่น โปรตีน, กรดอะมิโน และ กรดนิวคลีอิก โดยอาศัยความแตกต่างของประจุไฟฟ้าของสาร สารที่มีประจุสามารถแลกเปลี่ยนกับ ion อื่นที่มีประจุชนิดเดียวกัน เพื่อจับกับหมู่ที่มีประจุตรงกันข้ามของ ion exchanger ด้วยแรง electrostatic force

สารต่างชนิดกันจะจับด้วยแรงไม่เท่ากัน ขึ้นกับจำนวนประจุและความหนาแน่นของประจุ หรือ charge density (จำนวนประจุ/หน่วยมวลสาร)

Ion exchanger มี 2 ชนิด คือ
1. Anion exchanger: มีหมู่ที่มีประจุบวก จะจับกับ ion ที่มีประจุลบ
2. Cation exchanger: มีหมู่ที่มีประจุลบ จะจับกับ ion ที่มีประจุบวก


การแยกโปรตีน 2 ชนิดออกจากกันโดยอาศัยความแตกต่างของประจุสุทธิของโปรตีนทั้ง 2 ชนิด ที่ pH = 7 โปรตีนที่มี ประจุ สุทธิเป็นบวกจะจับกับหมู่ที่มีประจุลบ เช่น หมู่ –COO- ของ ion exchanger ในขณะที่โปรตีนที่มีประจุสุทธิเป็น ลบไม่จับ จึงถูกชะออกจากคอลัมน์ก่อน เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของเกลือ เช่น NaCl ในสารละลายบัฟเฟอร์ที่ใช้ชะ Na+ จะไปแย่ง โปรตีนเพื่อจับกับหมู่ที่มีประจุลบของ ion exchanger ทำให้โปรตีนอีกชนิดที่เหลือถูกชะออกจากคอลัมน์


Gradient Elution (Continuous และ Discontinuous)
1. Anion exchanger: ในการชะสารใช้ บัฟเฟอร์ที่เพิ่ม pH หรือ เพิ่ม ionic strength
2. Cation exchanger: ในการชะสารใช้ บัฟเฟอร์ที่ลด pH หรือ เพิ่ม ionic strength
การเพิ่ม ionic strength ทั้ง 2 กรณี เพื่อแทนที่สารที่จับกับ ion exchanger และ การเปลี่ยนแปลง pH ใน 2 กรณี เพื่อ ปรับ pH ให้ตรงกับ pI ของสารที่จับกับ ion exchanger ทำให้มีประจุเป็นศูนย์และจะถูกปล่อยออกจากคอลัมน์

HOME
ที่มา: http://www.msstate.edu/dept/Biochemistry/faculty/willeford/proteins/ionexchange1.jpg