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By Susha Cheriyedath, M.Sc.Reviewed by Afsaneh Khetrapal, BSc
イオン交換（IEX）クロマトグラフィは生体分子の精製でよく使われる技術である。 1208>
この技術は、サンプル中の荷電分子とクロマトグラフィーマトリックスの固定相中の反対荷電部位との間の相互作用を利用する。
イオン交換分離には、陽イオン交換と陰イオン交換の2種類があります。
イオン交換クロマトグラフィーの原理
イオン交換クロマトグラフィーは、帯電した生体分子の分離に使用されます。 帯電した分子を含む粗い試料を液相として使用します。 クロマトグラフィーのカラムを通過するとき、分子は固定相中の反対に帯電した部位に結合します。
電荷に基づいて分離された分子は、イオン強度の異なる溶液を用いて溶出されます。
The Technique
イオン交換クロマトグラフィーの主な手順は以下のとおりです。
- 不純物タンパク質サンプルは、特定のpHでイオン交換クロマトグラフィーカラムにロードします。
- 帯電したタンパク質は、樹脂中の反対に帯電した官能基と結合します。
- 塩濃度勾配を用いて、分離したタンパク質を溶出させます。 塩濃度が低いと、帯電している基が少ないタンパク質が、塩濃度が高いと、帯電している基がいくつかあるタンパク質が溶出されます。
- 不要なタンパク質や不純物は、カラムを洗浄して除去します。 アミノ酸は双性イオン化合物であるため、プラスとマイナスの両方の電荷を持つ基が存在する。 環境中のpHに応じて、タンパク質はプラス、マイナス、ゼロのいずれかの電荷を帯びる。 等電点では、カラム樹脂の荷電部位と相互作用しないので、溶出されます。 陰イオン交換樹脂からタンパク質を溶出させる場合はpHを下げる勾配を、陽イオン交換樹脂からタンパク質を溶出させる場合はpHを上げる勾配を使用することができます。 これは、移動相のバッファーのpHを上げると、タンパク質がプロトン化（正電荷を帯びること）しないため、負電荷の樹脂とイオン的相互作用を形成できず、溶出が可能になるためである。
イオン交換クロマトグラフィーにおける樹脂の選択
イオン交換樹脂は、正または負に帯電した官能基を、固体マトリックスに共有結合しています。 マトリックスは通常、セルロース、ポリスチレン、アガロース、ポリアクリルアミドでできています。 樹脂の選択に影響を与える要因としては、陰イオン交換体または陽イオン交換体、流量、弱または強イオン交換体、樹脂の粒子径、結合能などがあります。
The Applications of Ion Exchange Chromatography
イオン交換は、ポリペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチド、核酸などの荷電生体分子の分離・精製に最も広く用いられているクロマトグラフィ法です。 広く応用できること、容量が大きく簡便であること、分離能が高いことなどが、分離法として成功した主な理由である。 イオン交換クロマトグラフィーは、以下のような産業用途に広く使用されています。
- アルブミン、組み換え成長因子、酵素などの血液成分の分離と精製。
- バイオテクノロジー – 品質管理やプロセスモニタリングなどの分析用途
- 食品と臨床研究 – 小麦の品種やタンパク質尿と異なる腎疾患との相関を研究するため
- 発酵 – β-ガラクトシダーゼ生産中の発酵プロセスをモニタリングするために陽イオン交換樹脂が使用されています。
Further Reading
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Written by
Susha Cheriyedath
Susha has Bachelor of Science (B. Jones).化学の理学士号と生化学の理学修士号をカリカット大学(インド)で取得。 彼女は常に医学と健康科学に強い関心を持っていました。 修士課程では生化学を専攻し、特に微生物学、生理学、バイオテクノロジー、栄養学に重点を置いた。 余暇には、キッチンで超メチャクチャなベーキング実験をして料理をするのが好きだ
最終更新日：2018年8月23日引用文献：
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