Cromatografía de exclusión por tamaño


La cromatografía de exclusión por tamaño ( SEC ), también conocida como cromatografía de tamiz molecular , [1] es un método cromatográfico en el que las moléculas en solución se separan por su tamaño y, en algunos casos, por su peso molecular . [2] Suele aplicarse a moléculas grandes o complejos macromoleculares como proteínas y polímeros industriales. Normalmente, cuando se utiliza una solución acuosa para transportar la muestra a través de la columna, la técnica se conoce como cromatografía de filtración en gel , en lugar del nombre de cromatografía de permeación en gel., que se utiliza cuando se utiliza un disolvente orgánico como fase móvil. La columna de cromatografía está llena de perlas porosas finas que se componen de polímeros de dextrano (Sephadex), agarosa (Sepharose) o poliacrilamida (Sephacryl o BioGel P). Los tamaños de poro de estas perlas se utilizan para estimar las dimensiones de las macromoléculas. [1] SEC es un método de caracterización de polímeros ampliamente utilizado debido a su capacidad para proporcionar buenos resultados de distribución de masa molar (Mw) para polímeros.

La principal aplicación de la cromatografía de filtración en gel es el fraccionamiento de proteínas y otros polímeros solubles en agua, mientras que la cromatografía de permeación en gel se utiliza para analizar la distribución del peso molecular de los polímeros orgánicos solubles. Cualquiera de las dos técnicas no debe confundirse con la electroforesis en gel , en la que se utiliza un campo eléctrico para "tirar" o "empujar" las moléculas a través del gel en función de sus cargas eléctricas. La cantidad de tiempo que un soluto permanece dentro de un poro depende del tamaño del poro. Los solutos más grandes tendrán acceso a un volumen más pequeño y viceversa. Por lo tanto, un soluto más pequeño permanecerá dentro del poro durante un período de tiempo más largo en comparación con un soluto más grande. [3]

Otro uso de la cromatografía de exclusión por tamaño es examinar la estabilidad y las características de la materia orgánica natural en el agua. [4] En este método, Margit B. Muller, Daniel Schmitt y Fritz H. Frimmel probaron fuentes de agua de diferentes lugares del mundo para determinar qué tan estable es la materia orgánica natural durante un período de tiempo. [4] Aunque la cromatografía de exclusión por tamaño se utiliza ampliamente para estudiar material orgánico natural, existen limitaciones. Una de estas limitaciones incluye que no existe un marcador de peso molecular estándar; [4] por lo tanto, no hay nada con lo que comparar los resultados. Si se requiere un peso molecular preciso, se deben utilizar otros métodos.

Las ventajas de este método incluyen una buena separación de moléculas grandes de las moléculas pequeñas con un volumen mínimo de eluido, [5] y que se pueden aplicar varias soluciones sin interferir con el proceso de filtración, al mismo tiempo que se conserva la actividad biológica de las partículas a separar. . La técnica generalmente se combina con otras que separan aún más las moléculas por otras características, como acidez, basicidad, carga y afinidad por ciertos compuestos. Con la cromatografía de exclusión por tamaño, hay tiempos de separación cortos y bien definidos y bandas estrechas, lo que conduce a una buena sensibilidad. Tampoco hay pérdida de muestra porque los solutos no interactúan con la fase estacionaria.


Columnas SEC basadas en agarosa utilizadas para la purificación de proteínas en una máquina AKTA FPLC
Una columna de exclusión de tamaño
Una caricatura que ilustra la teoría detrás de la cromatografía de exclusión de tamaño.
Estandarización de una columna de exclusión de tamaño
Cromatograma SEC de una muestra biológica