Un impasto di resina, come il DEAE-Sephadex viene versato nella colonna. La matrice che viene utilizzata è insolubile con gruppi carichi che sono attaccati covalentemente. Questi gruppi caricati sono chiamati scambiatori come gli scambiatori cationici e anionici. Dopo che si è depositata, la colonna viene pre-equilibrata in un tampone prima di applicare la miscela di proteine. DEAE-Sephadex è un impasto caricato positivamente che avrà interazioni elettrostatiche con gli atomi caricati negativamente, facendoli eluire più tardi rispetto alle molecole caricate positivamente nel campione interessato. Questa è una tecnica di separazione ampiamente utilizzata per scoprire proteine specifiche o enzimi nel corpo. Le proteine non legate sono raccolte nel flow-through e/o nei successivi lavaggi del tampone. Le proteine che si legano alla resina caricata positivamente vengono trattenute e possono essere eluite in uno dei due modi. In primo luogo, la concentrazione di sale nel tampone di eluizione viene gradualmente aumentata. Gli ioni negativi nella soluzione salina (ad es. Cl-) competono con le proteine nel legarsi alla resina. In secondo luogo, il pH della soluzione può essere gradualmente diminuito, il che si traduce in una carica più positiva sulla proteina, rilasciandola dalla resina. Entrambe queste tecniche possono spostare la proteina caricata negativamente che viene poi eluita in frazioni di provette con il buffer.
La separazione delle proteine dipenderà dalle differenze di carica totale. La composizione dei gruppi ionizzabili della catena laterale determinerà la carica totale della proteina ad un particolare pH. Al punto isoelettrico (pI), la carica totale della proteina è 0 e non si legherà alla matrice. Se il pH è superiore al pI, la proteina avrà una carica negativa e si legherà alla matrice in una colonna a scambio anionico. La stabilità della proteina a valori superiori o inferiori al pI determinerà l’utilizzo di una colonna a scambio ionico o cationico. Se è stabile a valori di pH inferiori al pI, si usa la colonna a scambio cationico. Se è stabile a valori di pH superiori al pI, allora si può usare la colonna a scambio anionico.