陰イオン交換クロマトグラフィー

陰イオン交換クロマトグラフィーは、ジエチルアミノエチル基（DEAE）などの正電荷を持つ基を含むイオン交換樹脂を使用して、物質を電荷に基づいて分離するプロセスです。 ^{[ 2 ]}溶液中では、樹脂は正電荷を持つ対イオン（陽イオン）でコーティングされています。陰イオン交換樹脂は負電荷を持つ分子に結合し、対イオンを置換します。陰イオン交換クロマトグラフィーは、タンパク質、アミノ酸、糖類/炭水化物、およびより高いpHレベルで負電荷を持つその他の酸性物質^{[ 3 ]}の精製によく使用されます。物質と樹脂間の結合の強さは、物質の負電荷の強さに基づいています。

DEAE-セファデックスなどの樹脂スラリーをカラムに注ぎます。使用されるマトリックスは、共有結合した荷電基を持つ不溶性です。これらの荷電基は、陽イオン交換体や陰イオン交換体などの交換体と呼ばれます。沈降後、タンパク質混合物を適用する前に、カラムをバッファーで前平衡化します。DEAE-セファデックスは正に帯電したスラリーであり、負に帯電した原子と静電相互作用を起こし、目的のサンプル中の正に帯電した分子よりも遅れて溶出します。これは、体内の特定のタンパク質や酵素を発見するために広く使用されている分離技術です。^{[ 2 ]}未結合のタンパク質は、フロースルーおよび/または後続のバッファー洗浄で回収されます。正に帯電した樹脂に結合するタンパク質は保持され、 2つの方法のいずれかで溶出できます。まず、溶出バッファー中の塩濃度を徐々に増加させます。塩溶液中の負イオン（例えばCl− ^）は、樹脂への結合においてタンパク質と競合します。第二に、溶液のpHを徐々に下げると、タンパク質の正電荷が増加し、樹脂からタンパク質が遊離します。これらの技術はいずれも負電荷を帯びたタンパク質を置換することができ、その後、緩衝液とともに試験管の分画に溶出されます。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

タンパク質の分離は、総電荷の差に依存します。イオン化可能な側鎖基の組成によって、特定のpHにおけるタンパク質の総電荷が決まります。等電点 (pI)では、タンパク質の総電荷は 0 であり、マトリックスに結合しません。pH が pI より高い場合、タンパク質は負の電荷を持ち、陰イオン交換カラムのマトリックスに結合します。pI より高い値または低い値でのタンパク質の安定性によって、陰イオン交換カラムまたは陽イオン交換カラムを使用するかどうかが決まります。pI より低い pH 値で安定している場合は、陽イオン交換カラムを使用できます。pI より高い pH 値で安定している場合は、陰イオン交換カラムを使用できます。^{[ 7 ]}