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[[파일:Sample_desalting_using_gel_filtration_chromatography.jpg|오른쪽|500x500픽셀| 염과 작은 분자는 겔 여과 크로마토 그래피로 단백질 시료에서 제거할 수 있다.  칼럼에 첨가 될 때, 작은 분자는 수지 구슬의 광범위한 기공을 통과해야하지만, 단백질 같은 큰 거대 분자는 들어 맞지 않아 주변을 여행한다.  이렇게하면 큰 분자가 수지를 통과해야하는 작은 분자보다 빠른 속도로 컬럼을 통과 할 수 있다.  따라서, 탈염 된 단백질은 분리되고 수집 될 수있다. ]]
'''탈염 및 완충액 교환'''(Desalting and buffer exchange)은 용해성 [[고분자|거대 분자]]를 보다 작은 분자에서 분리(탈염)하거나 이후의 사용에 적합한 상태로 완충액을 교환하는 방법이다.<ref>{{저널 인용|제목=, Gel Filtration: A method for desalting and group separation|저널=Nature|성=Porath|이름=J|성2=Flodin P|날짜=13 June 1959|권=183|쪽=1657–1659|doi=10.1038/1831657a0|pmid=13666849}}</ref>  이러한 방법은 겔 여과 [[크로마토그래피]] 원리에 기반하며,<ref>{{저널 인용|제목=Gel-filtration chromatography|저널=Curr Protoc Mol Biol|성=Hagel|이름=L|날짜=May 2001|권=Chapter 10|쪽=Unit 10.9|doi=10.1002/0471142727.mb1009s44|pmid=18265066}}</ref> 분자체 크로마토 그래피, 크기 배제 크로마토그래피(size-exclusion chromatography). 탈염 및 완충액 교환은 가장 일반적인 겔 여과 크로마토그래피의 활용법 중 두 가지이며 동일한 레진을 사용하여 수행할 수 있다.

탈염 및 완충액 교환은 작은 다공성 중합체 비드 (수지)를 사전 평형화하기 위해 사용되는 완충액에서 시료의 성분을 회수하는 것을 수반한다.  탈염은 물과 교환 할 때 완충 염 및 다른 작은 분자가 시료에서 제거 될 때 발생힐다 (수지가 물에서 사전 평형 됨). 완충액 교환은 시료의 완충액을 다른 완충액의 완충액과 교환 할 때 발생한다.

== 응용 ==
탈염은 [[단백질]] 용액, 페놀 또는 결합되지 않은 [[뉴클레오타이드|핵산]]에서 뉴클레오티드 또는 과도한 결합 또는 접합된 단백질의 표지 시약으로부터 염을 제거하는데 사용한다. 버퍼 교환은 단백질 용액을 [[이온 교환]], [[전기영동|전기 영동]] 또는 친화성 크로마토 그래피 와 같은 후속 응용 실험에 적합한 버퍼 시스템으로 전달하는데 사용한다.

== 탈염 및 버퍼 교환의 원리 ==
크기면에서 미묘한 차이를 기반으로 거대 분자를 분리하기위한 크기 배제 크로마토 그래피 응용법은 일반적으로 긴 크로마토 그래피 컬럼에서 크고 다양한 기공 크기를 갖는 레진(resin)을 사용한다. 그러나 완충액 교환 및 탈염 용도의 경우 분리 할 수 있는 분자의 크기를 결정하는 것은 주로 최대 유효 공극 크기 (배제 한계 또는 수지의 분자량 컷오프 (MWCO))이다.  MWCO보다 큰 분자는 수지의 기공 안으로 침투하지만 MWCO보다 큰 분자는 기공에 들어가서 기둥의 [[HPLC|무효 부피]]에 함께 남아있게된다. 샘플을 충분한 길이와 부피의 컬럼 수지 베드를 통과시킴으로써, 거대 분자는 레진 베드의 기공을 통해 더 멀리 떨어진 작은 분자로부터 완전히 분리 될 수 있다. 배제 한계보다 큰 분자의 현저한 분리는 발생하지 않는다.

원하는 거대 분자가 공극 부피 내에 잔류하기 위해서는 매우 작은 공극 크기의 수지를 사용해야 한다.  전형적인 탈염 및 완충액 교환의 경우 분자량이 5KDa와 10KDa 사이인 레진을 선택하는 것이 가장 좋다. 전체 크기(full-sized)의 단백질에서 [[펩타이드|펩티드]]를 분리하는 것과 같은 다른 용도의 경우, 더 큰 배제 한계가있는 레진이 필요할 수 있다. 거대 분자 성분은 겔 여과 기질을 미리 평형화 시키는데 사용되는 완충액에서 회수되는 반면, 소분자는 보다 적은 분량의 부피로 수집되거나 레진에 갇히게된다. 레진을 선택할 때 주의해야 할 중요한 특징 중 하나는 제거하고자하는 작은 분자가 적절한 분리를 위해 MWCO보다 몇 배 작아야 한다는 것이다.

== 탈염 및 완충액 교환과 투석의 비교 ==
투석은 겔 여과 크로마토 그래피로 수행되는 동일한 탈염 및 완충액 교환 응용에 유용하며, 두 방법 모두 유사한 분자량 차단 한계에 근거한다.  겔 여과는 투석에 비해 상대적으로 적은 양의 시료에서 오염 물질을 제거할 수 있는 능력과 함께 유독성 또는 방사성 물질로 작업 할 때 중요한 기능인 속도의 이점을 가지고 있다(투석의 경우 몇 분 대 시간). 반면에 투석은 장치 형식과 관련하여 표본 크기에 크게 의존하지 않는다. 투석 적용법의 경우, 높은 비율의 샘플 회수 및 분자 제거를 달성하는 것이 거의 최적화되지 않은 상태에서 일반적으로 간단하다.  겔 여과 용도의 경우 시료에 적합한 컬럼 크기와 형식을 선택하는 것이 중요하다.

== 작은 시료 처리를 위한 겔 여과 형식 ==
작은 (4mL 미만의) 부피에 대해 겔 여과를 수행하기위한 여러 가지 일반적인 방식이 있다.

* 크로마토 그래피 컬럼
* 중력 흐름 컬럼
* 크로마토 그래피 카트리지
* 컬럼 원심 분리기
* 원심 분리기 플레이트

중력 흐름, 또는 드립방식, 칼럼은 버퍼 체이스의 두부 압력을 사용하여 시료를 겔 여과 매트릭스에 밀어 넣는다. 샘플을 직립 기둥의 상단에 넣고 레진 베드로 흘려 보낸다. 그런 다음 샘플을 컬럼 상단에 추가 완충액 또는 물을 추가하여 컬럼을 따라 쫓아낸다.  이 과정에서 작은 분획이 일반적으로 수집되고 각각의 관심있는 거대 분자가 시험된다. 경우에 따라 여러 분획에 단백질이 포함될 수 있으며 수율을 높이기 위해 풀을 사용해야 할 수도 있다. 드립 컬럼으로 분류된 시간 및 모니터링을 제거하기 위해, 컬럼의 전체 무효 부피와 동일한 분율이 샘플 용량에 관계없이 수집되어 샘플의 현저한 희석을 초래한다.

밀폐된 크로마토 그래피 카트리지 또는 컬럼은 [[HPLC|액체 크로마토 그래피]] (LC) 시스템과 같은 외부 장치에 의해 시료 및 완충액이 수지로 펌핑되는 것을 제외하고는 유사하게 작동하며 여러 분획의 수집 및 모니터링이 필요하다. 이 방법은 종종 반자동이기는하지만 크로마토 그래피 카트리지를 사용하는 것은 대개 한 번에 한 샘플을 처리하는 것으로 제한되며, 체이스 버퍼에서 일부 샘플 희석이 여전히 발생할 수 있다.

시료 희석 및 분획의 수집 및 모니터링을 제거하기 위해 원심 분리 컬럼 또는 플레이트 탈염 (spin desalting)이라고도하는 플레이트 기반 겔 여과법이 일반적으로 사용된다. 스핀 탈염은 원심 분리기를 사용하여 수지에서 액체의 공극 체적을 먼저 제거한 다음 시료를 첨가하고 원심 분리하여 수행한다는 점에서 독특하다다. 원심 분리 후 시료의 거대 분자는 거의 동일한 초기 부피로 컬럼을 통과하지만 작은 분자는 레진의 기공으로 들어가고 겔 여과 매트릭스를 사전 평형화하는 데 사용된 완충액으로 교체된다. 스핀 컬럼과 플레이트는 중력 흐름에 의해 시료가 출현 할 때까지 기다릴 필요가 없으므로 다중 시료 처리를 동시에 허용하는 크로마토 그래피 시스템이 필요하지 않다.

== 탈염 및 완충액 교환 칼럼 및 플레이트 공급 업체 ==
탈염 스핀 컬럼은 다양한 부피 및 MWCO 한도 안에서 널리 이용 가능하다 :

* [http://www.piercenet.com/cat/desalting-columns Thermo Scientific Pierce 제품]
* [http://www.bio-rad.com/en-us/category/bio-spin-micro-bio-spin-size-exclusion-columns Bio-Rad Laboratories, Inc.]
* [http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog/en/GELifeSciences/products/AlternativeProductStructure_17402/ GE 헬스케어 생명 과학] {{웨이백|url=http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog/en/GELifeSciences/products/AlternativeProductStructure_17402/ |date=20171107065853 }}

== 외부 자원 ==

* [http://www.piercenet.com/method/desalting-gel-filtration#gelfiltration 겔 여과 크로마토 그래피를 이용한 탈염과정 애니메이션]

== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:크로마토그래피]]