Zawiesina żywicy, taka jak DEAE-Sephadex, jest wlewana do kolumny. Stosowana matryca jest nierozpuszczalna z naładowanymi grupami, które są kowalencyjnie połączone. Te naładowane grupy są określane jako wymieniacze, takie jak wymieniacze kationowe i anionowe. Po osadzeniu kolumna jest wstępnie ekwilibrowana w buforze przed nałożeniem mieszaniny białek. DEAE-Sephadex jest dodatnio naładowaną zawiesiną, która będzie oddziaływać elektrostatycznie z ujemnie naładowanymi atomami, co spowoduje, że będą one eluować później niż dodatnio naładowane cząsteczki w badanej próbce. Jest to technika separacji szeroko stosowana do wykrywania specyficznych białek lub enzymów w organizmie. Niezwiązane białka są zbierane w przepływie i/lub w kolejnych przemywaniach buforowych. Białka, które wiążą się z dodatnio naładowaną żywicą są zatrzymywane i mogą być eluowane na jeden z dwóch sposobów. Po pierwsze, stężenie soli w buforze elucyjnym jest stopniowo zwiększane. Jony ujemne w roztworze soli (np. Cl-) konkurują z białkami w wiązaniu się z żywicą. Po drugie, pH roztworu może być stopniowo obniżane, co powoduje bardziej dodatni ładunek na białku, uwalniając je z żywicy. Obie te techniki mogą wypierać ujemnie naładowane białko, które jest następnie eluowane do frakcji probówek z buforem.
Rozdzielenie białek będzie zależało od różnic w całkowitym ładunku. Skład jonizowalnych grup łańcucha bocznego będzie określać całkowity ładunek białka w danym pH. W punkcie izoelektrycznym (pI), całkowity ładunek białka wynosi 0 i nie będzie ono wiązać się z matrycą. Jeśli pH jest powyżej pI, białko będzie miało ładunek ujemny i zwiąże się z matrycą w kolumnie anionowymiennej. Stabilność białka przy wartościach powyżej lub poniżej pI określi, czy należy zastosować kolumnę anionowymienną czy kationowymienną. Jeśli jest ono stabilne przy wartościach pH poniżej pI, należy zastosować kolumnę kationowymienną. Jeśli jest ono stabilne przy wartościach pH powyżej pI, można zastosować kolumnę anionowymienną.
.