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Chromatographie von Proteinen

Die Ionenaustauschchromatographie: eine Einleitung

Ionenaustauschchromatographie
Die Ionenaustauschchromatographie ist eine Form der Flüssigkeitschromatographie, bei der ionische oder ionisierbare Substanzen anhand ihrer Interaktion mit dem geladenen Säulenmaterial getrennt werden.

Ebenso wie bei anderen Arten der Chromatographie wird auch hier eine stationäre Phase (das Säulenmaterial) und eine mobile Phase (der Puffer) verwendet, wobei die stationäre Phase kovalent gebundene ionisierbare Gruppen trägt. Entsprechend wird auch unterschieden in Anionenaustauschchromatographie, bei der die fixierten Ladungen positiv sind, und Kationenaustauschchromatographie, bei der die Ladungen negativ sind. Diese fixierten Ladungen werden durch mobile Ionen der jeweils entgegengesetzten Ladung neutralisiert.

Die Ionenaustauschchromatographie verläuft in zwei Schritten:

  1. Bindung der Proteine an die geladenen Gruppen des Säulenmaterials
  2. Elution der gebundenen Proteine durch Verdrängung

Im ersten Schritt verdrängen die Proteine das zuvor gebundene mobile Ion aus dem Laufpuffer, im zweiten Schritt werden die gebundenen Proteine durch ein anderes mobiles Ion mit höherer Affinität zu den geladenen Gruppen des Säulenmaterials verdrängt und eluieren. Je stärker geladen ein Protein ist, desto besser wird es an das entgegengesetzt geladene Säulenmaterial binden. Einer der wichtigsten Faktoren bei der Ionenaustauschchromatographie ist der pH-Wert des Puffers, da dieser die Nettoladung von Protein und Säulenmaterial bedingt. Liegt der pH in der Nähe des isoelektrischen Punktes des Proteins, bindet das Protein nur schwach. Der zweite wichtige Faktor ist die Salzkonzentration des Puffers, mit dem das Protein von der Säule eluiert wird. Bei geringer Salzkonzentration werden zunächst die nur schwach an das Säulenmaterial bindenden Proteine eluieren, bei hoher Salzkonzentration eluieren auch die anderen Proteine.

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