La cromatografía de afinidad es una de las técnicas más importantes dentro del campo de la bioquímica y la biotecnología. Su capacidad para separar y purificar biomoléculas específicas la convierte en una herramienta esencial en la investigación, la industria farmacéutica y la medicina. Desde la producción de fármacos hasta el desarrollo de anticuerpos monoclonales, este método se emplea para obtener sustancias de gran pureza de manera eficiente y selectiva. ¿Nos acompañas para conocer más acerca de este método y por qué es importante en el análisis químico?
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Índice de contenidos
¿Qué es la cromatografía de afinidad?
La cromatografía de afinidad es una técnica de separación basada en la interacción específica entre dos moléculas: una que se desea purificar y otra que actúa como ligando y que está inmovilizada en una matriz sólida. Este principio se fundamenta en la afinidad biológica, es decir, en la capacidad de dos moléculas de unirse de manera selectiva debido a su complementariedad estructural.
Algunos ejemplos de interacciones de afinidad son:
- Antígeno – anticuerpo.
- Enzima – sustrato.
- Receptor – ligando.
- Lectina – carbohidrato.
- Proteína – ácido nucleico.
En la práctica, la molécula de interés (como una proteína o un anticuerpo) pasa a través de una columna que contiene la fase estacionaria con el ligando inmovilizado. Solo las moléculas que poseen afinidad por ese ligando quedan retenidas, mientras que las demás se eliminan con el flujo de disolvente. Posteriormente, mediante condiciones específicas (cambio de pH, fuerza iónica o adición de un competidor), se libera la molécula retenida y se obtiene de manera purificada.
¿Dónde se aplica la cromatografía de afinidad?
La cromatografía de afinidad tiene un campo de aplicación muy amplio, ya que permite trabajar con proteínas, ácidos nucleicos, hormonas, enzimas y muchas otras biomoléculas. Entre las principales aplicaciones, destacan:
- Biotecnología y biofarmacéutica. Se utiliza en al producción y purificación de proteínas recombinantes, en la obtención de hormonas como la insulina o la eritropoyetina y el desarrollo de vacunas y anticuerpos monoclonales.
- Medicina y diagnóstico. En este campo, se emplea en la preparación de reactivos de diagnóstico de alta pureza, en la identificación de biomarcadores en fluidos biológicos y en el análisis clínicos avanzados que requieren proteínas específicas.
- Investigación científica. La cromatografía de afinidad sirve para realizar estudios de interacciones proteína-proteína o proteína-ADN. También, en la separación de complejos macromoleculares para su análisis estructural, así como la identificación de moléculas reguladoras en procesos celulares.
- Industria alimentaria. Aislamiento de proteínas funcionales en alimentos y en la detección de contaminantes o alérgenos mediante kits de diagnóstico.
- Industria ambiental. En esta área, se utiliza para detectar contaminantes biológicos en aguas y suelos, así como también en el desarrollo de biosensores para monitoreo ambiental.
Aquí te contamos qué otros tipos de cromatografía existen. ¡Aprende cómo funcionan y cuál es su importancia en la bioquímica actual!
¿Cómo funciona la cromatografía de afinidad?
El funcionamiento de la cromatografía de afinidad puede resumirse en una serie de etapas clave que explican cómo ocurre la separación de moléculas:
Preparación de la fase estacionaria
En esta primera etapa, la columna se rellena con un soporte sólido (generalmente esferas de agarosa, sílice modificada o polímeros) al que se inmoviliza un ligando específico. Este ligando está diseñado para reconocer selectivamente a la molécula de interés.
Aplicación de la muestra
La mezcla biológica que contiene diferentes moléculas se introduce en la columna. Solo las moléculas con afinidad por el ligando quedan retenidas; el resto atraviesa la columna sin interactuar.
Lavado
Se pasa una solución de lavado. Esta arrastras las impurezas y las moléculas que no tienen afinidad, dejando únicamente a la molécula de interés unida al ligando.
Elución
Para liberar la molécula retenida, se modifican las condiciones de la solución (pH, fuerza iónica, concentración de sal, etc.) o se añade un competidor que desplace la interacción. La molécula deseada se separa del ligando y se recoge en fracciones.
Regeneración de la columna
Tras el proceso, la columna se limpia y se acondiciona para poder reutilizarse en futuras purificaciones.
La eficacia de la cromatografía de afinidad radica en la especificidad de las interacciones moleculares, lo que permite obtener productos extremadamente puros con una sola etapa de separación, a diferencia de otros métodos cromatográficos que requieren múltiples pasos.
Profundiza en esta técnica clave en la realización de análisis: así es cómo funciona la cromatografía de gases.
¿Cómo se usa la cromatografía de afinidad para la purificación de anticuerpos?
La cromatografía de afinidad es probablemente la técnica más utilizada para la purificación de anticuerpos monoclonales y policlonales. Esto se debe a que existen ligandos específicos que reconocen regiones concretas de los anticuerpos y permiten su aislamiento de manera altamente selectiva.
Así es cómo se usa la cromatografía de afinidad para la purificación de anticuerpos:
- Preparación de la columna. Para la purificación de anticuerpos, se utiliza una resina con proteínas como la Protein A, Protein G o Protein L, que se unen con gran afinidad a la región Fc de los anticuerpos. Estas proteínas se inmovilizan en la matriz sólida de la columna.
- Aplicación de la muestra. La mezcla biológica (suero, sobrenadante de cultivo celular u otro fluido) que contiene los anticuerpos pasa por la columna. Gracias a la afinidad específica, los anticuerpos se adhieren a la resina, mientras que las demás proteínas y contaminantes se eliminan.
- Lavado de impurezas. Se hace pasar un buffer de lavado que arrastra cualquier componente no deseado, asegurando que solo queden retenidos los anticuerpos.
- Elución de anticuerpos. Mediante un cambio en las condiciones de pH o la adición de una solución competitiva, los anticuerpos se liberan de la resina y se recogen en fracciones altamente purificadas.
- Recuperación y análisis. Finalmente, los anticuerpos purificados se someten a análisis de calidad para verificar su pureza, concentración y funcionalidad.
Este método es fundamental en la producción de terapias biológicas como los anticuerpos monoclonales usados en tratamientos contra cáncer, enfermedades autoinmunes o infecciones graves.
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