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• Alejandro Ramirez

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Instituto Politécnico Nacional Escuela Nacional de Ciencias Biológicas Departamento de Bioquímica Métodos de Análisis

Cromatografía de intercambio iónico

5QV2 Bernal Morales Héctor Enrique Chavez Rico Pablo Quevedo Moran Jessica Lizeth Soltero Cárdenas Miguel Francisco

CROMATOGRAFÍA DE INTERCAMBIO IÓNICO

¿Qué es ? Es un método que permite la separación de moléculas basada en las propiedades de carga eléctrica que éstas poseen.

Componentes del sistema Muestra

Fase estacionaria (Matriz de intercambio iónico o intercambiador iónico)

Fase móvil

Columna de vidrio

Fracciones

Figura 1. Esquema de los componentes que participan en la cromatografía de intercambio iónico en columna.

FUNDAMENTO ●

El principio básico de la cromatografía de intercambio iónico es que las moléculas cargadas de la muestra interactúan con los intercambiadores iónicos de forma reversible.

●

La separación mediante intercambiadores iónicos se realiza por lo general, en dos fases: en la primera las sustancias a separar se unen al intercambiador utilizando condiciones que originan una unión fuerte y estable; a continuación, se eluye de la columna con buffers de diferentes pH o diferente fuerza iónica, compitiendo los componentes del buffer con el material por los sitios de unión.

R+ A - + B A-

R+ B - +

ETAPAS DE UNA SEPARACIÓN POR CROMATOGRAFÍA DE INTERCAMBIO IÓNICO •Etapa de Equilibrio

Toda la fase estacionaria se encuentra asociada a iones complementarios (que pueden ser cloro o sodio).

Es la aplicación de la muestra y el lavado. El objetivo en este paso es que se dé el intercambio iónico para que así las moléculas se unan a la fase estacionaria, además de lavar todas las moléculas que no se unieron

Las moléculas captadas por el intercambiador son eluidas debido a cambios en la composición del buffer. La elusión puede realizarse de la siguiente forma : la más usual consiste en aumentar progresivamente la concentración de un contra ión, de modo de desplazar el equilibrio de unión de la macromolécula hacia la forma libre. El contraión es normalmente una sal, disuelta en eluyente (NaCl, KCl, etc).

Por último, se remueven las partículas que aún están asociadas al intercambiador.

Intercambiadores iónicos Hoy en día los intercambiadores iónicos usados más ampliamente son resinas poliméricas de estireno o ácido acrílico, con grupos iónicos funcionales unidos a la estructura del polímero. En función de la carga de ese grupo, la resina será aniónica o catiónica, y en función de su naturaleza se tratará de resinas catiónicas o aniónicas fuertes o débiles.

Figura 2. Representación esquemática de las resinas intercambiadoras de aniones y cationes. Tomada de: Reyna, V. El intercambio iónico y sus componentes químicos. Disponible en :https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/17311/ 25-1-16715.pdf?sequence=1&isAllowed=y.

Tabla 1. Resinas de Intercambio Iónico TIPO INTERCAMBIADOR

CATIÓNICO

ANIÓNICO

GRUPO FUNCIONAL

NOMBRE COMERCIAL

Fuerte

Ácido sulfónico

Dowex50, Amberlita IR120

Débil

Ácido carboxílico

Amberlita IRC 50 Rexyn 102

Fuerte

Amonio cuaternario

Ionac AGA-542 Amberlita IRA400

Débil

Amina

Amberlita IR 45 Rexyn 203

Propiedades de los intercambiadores iónicos

APLICACIONES

Desaceitado por coalescencia. Un método ingenioso de desaceitado de condensado o de otras soluciones contaminadas se lleva a cabo mediante el uso de una resina oleófila. El agua a tratar se filtra flujo hacia arriba a través de un lecho de esta resina. El aceite se extrae a través de la resina, y gotitas de aceite se forman gradualmente en la superficie de las perlas.

CONTAMINANTES EN AGUA

HEMOGLOBINA GLICOSILADA El porcentaje de proteína unida a la glucosa es lo que se denomina hemoglobina glicosilada (HbA1). Cuanto mayor es la cantidad de glucosa en la sangre, más se une a las proteínas, El porcentaje de proteína unida a la glucosa es lo que se denomina hemoglobina glicosilada (HbA1). Cuanto mayor es la cantidad de glucosa en la sangre, más se une a las proteínas

HEMOGLOBINA GLICOSILADA El método de cromatografía de intercambio iónico se basa en la elusión diferencial de la hemoglobina glicosilada por el cambio de carga que se produce en la molécula debido a la glicación del grupo amino terminal de la cadena. Para realizar el procedimiento se utiliza carboximetil celulosa cargada

DETECCIÓN DE PORFIRINAS La porfiria se refiere a un grupo de enfermedades hereditarias que impiden a su cuerpo producir correctamente hemo, el pigmento rojo que contiene hierro. Una gran cantidad de hemo está presente como hemoglobina en los glóbulos rojos y la médula ósea. La hemoglobina transporta oxígeno a todo el cuerpo. Se necesitan ocho enzimas para crear hemo y, si falta alguna de ellas, el resultado puede ser un tipo de porfiria. Método de Mauzerall-Granick, Se basa en la técnica de cromatografía de intercambio iónico, en la cual se utilizan columnas con resinas aniónicas y catiónicas

Bibliografía Cromatografía de intercambio iónico. 2005. Disponible en http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/22193/capitulo3.pdf [Fecha de consulta: 14/10/2018] Mayolo-Deloisa, K., MartÍnez, L.M., Rito-Palomares, M., TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS Y SU APLICACIÓN A ESTUDIOS DE CAMBIOS CONFORMACIONALES, ESTABILIDAD Y REPLEGAMIENTO DE PROTEÍNAS. Revista Mexicana de Ingeniería Química [en linea] 2012, 11 (Sin mes) : [Fecha de consulta: 14 de octubre de 2018] Disponible en: Reyna, B. (2014).El intercambio iónico y sus componentes químicos.(tesis profesional). Instituto Politécnico Nacional. México, D.F. Disponible en: https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/17311/25-1-16715.pdf?sequence=1&isAllowed=y. [Fecha de recuperación: 12/10/2018] Freifelder, D. (1991). Técnicas de bioquímica y biología molecular. Editorial Reverté. págs: 217-221

López,B. (1996). El cambio de ión y su relación con la industria. Disponible en: https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/41/003/41003521.pdf. [Fecha de recuperación: 12/10/18] Cummins,P. Rochfort.K. (2017). Ion-Exchange Chromatography: Basic Principles and Application. Disponible en: file:///C:/Users/polanco/Downloads/cummins2017.pdf [Fecha de Consulta: 12/10/2018]. Ion Exchange Chromatography Principles and Methods. (2016). GE Healthcare. Disponible en: https://research.fhcrc.org/content/dam/stripe/hahn/methods/biochem/Ion_Exchange_Chromatography_Handbook.pdf [Fecha de consulta: 12/10/2018].