La cromatografía de intercambio iónico es un método que permite separar moléculas polares basado en sus propiedades de carga eléctrica. Se compone de una fase estacionaria insoluble con cargas electrostáticas fijas que retienen contraiones, y una fase móvil acuosa que contiene especies iónicas. Las moléculas cargadas se adhieren de forma reversible a los intercambiadores iónicos, pudiendo separarse al cambiar el ambiente iónico. Tiene aplicaciones en la purificación

1. Cromatografía de
Intercambio Iónico
Docente: Marta Bunster
Estudiantes: Bastián Arancibia
María Belén Reyes
Fecha: 23/03/2015
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION
Asignatura: BIOQUIMICA 251.407

2. ¿Qué es la Cromatografía de Intercambio Iónico?
• Es un método que permite la separación de
moléculas polares basada en sus propiedades
de carga eléctrica.
Se compone
de dos fases
Fase
Estacionaria
Fase Móvil

3. • Fase Estacionaria: insoluble, lleva en la superficie
cargas electrostáticas fijas, que retienen contraiones
móviles que pueden intercambiarse por iones de la
fase móvil.
• Fase Móvil: en cromatografía de intercambio iónico
suele ser una disolución acuosa con cantidades
moderadas de metanol u otro disolvente orgánico
miscible con agua que contiene especies iónicas en
forma, generalmente de buffer.

4. • El principio básico de la cromatografía de
intercambio Iónico es que las moléculas
cargadas se adhieren a los intercambiadores
de forma reversible de modo que dichas
moléculas pueden ser unidas o desunidas
cambiando el ambiente iónico.

5. Intercambiadores Iónicos
La FE es por lo general un Polimero que consta de una matriz con grupos funcionales
cargados y contraiones de carga opuesta.
Según su constitución química tenemos intercambiadores inorgánicos y orgánicos.
Estos últimos son los mas usados y se subdividen en naturales (celulosa, dextrano) y
resinas sintéticas (copolímeros del estireno y divinilbenceno)
Intercambiador catiónico: Con grupos cargados negati-
vamente, pudiendo intercambiar Iones Positivos. Ej.: el
grupo sulfónico, SO3- (intercambiador de cationes fuer-
temente acido), carbonilo e hidroxilo fenólico (inter-
cambiadores catiónicos débilmente ácidos)

6. Intercambiadores anionicos: Con grupo
cargado positivamente, pudiendo intercambiar
iones negativos. Los intercambiadores aniónicos
débilmente básicos más corrientes son grupos
aminos alifáticos o aromáticos.
La elección entre intercambiadores fuertes o débiles está basada en el efecto del pH
sobre la carga y la estabilidad. Por ejemplo, si se va a cromatografiar una sustancia
débilmente ácida que necesita pH muy altos o muy bajos para su ionizacion, se
requiere un intercambiador fuerte debido que este funciona a pH extremos. Pero si
la sustancia es lábil, es preferible la utilizacion de intercambiadores débiles.

7. • Equilibrio: Toda la fase estacionaria se encuentra asociada a iones
complementarios (que pueden ser cloro o sodio).
• Aplicación y Lavado: Aplicar la muestra la cual queremos filtrar a través
de la columna mediante un lavado específico. Se aplica un buffer con el
mismo pH y fuerza iónica que el buffer inicial para que todas las
proteínas cargadas se unan al intercambiador.
• Elusión: Las moléculas captadas por el intercambiador son eluídas
debido a cambios en la composición del buffer.
• Regeneración: Remover las partículas que aún están asociadas al
intercambiador. Se debe generar un cambio más drástico en el pH y la
concentración salina. La fase estacionaria puede volver a ser utilizada.
Procedimiento

8. Procedimiento

9. • ADSORCIÓN
-La fuerza de adsorción aumenta
con el aumento de carga neta.
• DESORCIÓN
-Reducir la carga neta cambiando el pH
-Agregar un ión que compita por las
cargas del intercambiador.

10. Factores que afectan la retención
Los intercambiadores iónicos favorecen la unión de iones de mayor carga y radio
inferior. Cuando la retención de los compuestos se ve afectada, se favorece la elusión
de ellos para ser recolectados.
pH: Debemos tener en cuenta el pH del buffer a utilizar ya q por ejemplo Las resinas
ácidas fuertes siguen ionizadas incluso en disoluciones muy ácidas, en cambio las
resinas ácidas débiles se protonan a un pH próximo a 4 y pierden su capacidad de
intercambio catiónico, reduciéndose así, el tiempo de retención.
Cargas: La fuerza de enlace de la muestra depende de la magnitud de la carga.
Gradiente: Aumentando la concentración de la fase móvil, los iones compiten cada vez
más favorablemente con la muestra por los sitios activos cargados de la fase
estacionaria.
Porosidad: El tamaño del poro de la resina al que se une el compuesto móvil por
intercambio iónico influye directamente en la capacidad de unión.

11. Resultados
Una vez separada, la muestra pasa a través del detector donde se registra la señal
obtenida respecto al tiempo de retención.
El cromatograma es el resultado gráfico de la cromatografía. La posición de los
máximos nos indica el ión presente (carácter Cualitativo) y su área nos indica la
cantidad existente de dicho ión (carácter Cuantitativo).

12. Aplicaciones
Clínicamente se emplea para medir los niveles de Hemoglobina glicosilada
(HbA1c), porfirias y para producción de agua desionizada en pequeñas
cantidades.
Otras aplicaciones:
• Extraccion y purificación de proteínas
• Extracción y purificación de ácidos nucleicos
• Purificación de agua
• Purificación del fibrinógeno de la leche
• Análisis de antibióticos de poliéter
• Determinación de pesticidas.
• Identificación de ácidos orgánicos en la fruta y en el jugo.
• Determinación de metabolitos de Triptofan en el suero umbilical.