¿Qué es una columna de cromatografía?

Publicado el 20 de Noviembre de 2019 | Biología y Geología

Seguramente el microscopio es el instrumento que nos viene a la mente cuando imaginamos a un investigador estudiando células, y la cantidad de fotos históricas que hay de un investigador posando con uno al lado es una buena muestra de su popularidad. Sin embargo, hay otras técnicas y aparatos claves en la biología, y si en especial lo que nos interesa es la bioquímica, entonces tenemos que hablar de las columnas de cromatografía.

Nuestras células están compuestas por millones de moléculas que se agrupan en miles de clases, lo cual las hace inicialmente imposibles de estudiar ya que son demasiadas. El truco está, obviamente, en estudiarlas por separado. Y para ello se diseñaron lo que ahora conocemos como columnas de cromatografía o columnas cromatográficas. La idea es que partiendo de una mezcla líquida de moléculas, como puede ser un extracto celular, hacemos pasar esta mezcla por un “filtro” que solo permita pasar unos tipos concretos de moléculas. En la práctica estos “filtros” suelen ser unos materiales (denominados matrices) colocados en recipientes cilíndricos, de allí el nombre de columnas, a través de los cuales puede pasar un líquido con algunas, pero no todas, las moléculas que haya en ese líquido.

El proceso de separación tiene múltiples variables (como por ejemplo la presión, la composición de la disolución que se añade a la columna junto con la muestra, etc.) pero casi todas giran en torno a las propiedades de la matriz que compone la columna:

- Algunas columnas funcionan en según su afinidad por el agua: si la matriz es de un material que repele el agua (hidrofóbico), entonces se pegarán a ella las moléculas que también tengas propiedades hidrofóbicas (como por ejemplo los lípidos); con lo cual estas quedarán atrapadas en la columna y solo pasarán las moléculas con afinidad al agua (hidrofílicas). Y lo opuesto ocurrirá si se usa una matriz con afinidad por el agua.

- En las columnas de intercambio iónico el truco es que el material de la matriz está cargado positiva o negativamente, con lo cual quedarán atrapadas en la matriz las sustancias que tengan una carga opuesta a la matriz.

- Otras matrices no filtran por propiedades físico-químicas sino por tamaño: forman un entramado por el cual solamente pueden pasar moléculas con un máximo de tamaño determinado.

- Y por último existen columnas de afinidad que están hechas de compuestos que tienen una especial afinidad por moléculas muy concretas: por ejemplo, una proteína que se una solamente a una secuencia concreta de ADN. Al ser tan específicas, este tipo de columnas suelen ser las más eficaces llegando a conseguir purificar de 1.000-10.000 veces una muestra en una sola vez (el resto de columnas suelen conseguir unos resultados de purificación de no más de unas 20 veces).

Gracias a los diferentes tipos de columnas podemos conseguir separar las moléculas por grupos de características similares. Esto históricamente ha sido clave para poder estudiar poco a poco las biomoléculas presentes en los seres vivos, primero por grupos pero también en última instancia ha llevado a purificar individualmente muchas de las moléculas que conocemos hoy en día. Además, es una técnica que se usa de rutina durante las síntesis químicas para filtrar posibles impurezas, y de fácil demostración en las escuelas mediante el uso de cromatografías de capa fina que apenas requieren material de laboratorio. Así que con todo esto, aunque sean menos fotogénicas que los microscopios, las columnas de cromatografía son un elemento indispensable en los laboratorios de biología.

Por Pablo Barrecheguren