În coloană se toarnă o suspensie de rășină, cum ar fi DEAE-Sephadex. Matricea care se utilizează este insolubilă cu grupe încărcate care sunt atașate covalent. Aceste grupe încărcate sunt denumite schimbători, cum ar fi schimbătorii de cationi și anioni. După ce se așează, coloana este preechilibrată în tampon înainte de a se aplica amestecul de proteine. DEAE-Sephadex este o suspensie încărcată pozitiv care va avea interacțiuni electrostatice cu atomii încărcați negativ, făcându-i să elueze mai târziu decât moleculele încărcate pozitiv din proba interesată. Aceasta este o tehnică de separare utilizată pe scară largă pentru a descoperi proteine specifice, sau enzime din organism. Proteinele nelegate sunt colectate în fluxul de curgere și/sau în spălările ulterioare cu tampon. Proteinele care se leagă de rășina încărcată pozitiv sunt reținute și pot fi eluate într-unul din cele două moduri. În primul rând, concentrația de sare din tamponul de eluție este crescută treptat. Ionii negativi din soluția de sare (de exemplu, Cl-) intră în competiție cu proteinele pentru a se lega de rășină. În al doilea rând, pH-ul soluției poate fi scăzut treptat, ceea ce are ca rezultat o încărcare mai pozitivă a proteinei, eliberând-o de pe rășină. Ambele tehnici pot deplasa proteina încărcată negativ, care este apoi eluată în fracții de eprubete cu soluție tampon.
Separarea proteinelor va depinde de diferențele de sarcină totală. Compoziția grupărilor ionizabile ale lanțului lateral va determina sarcina totală a proteinei la un anumit pH. La punctul izoelectric (pI), sarcina totală a proteinei este 0 și aceasta nu se va lega de matrice. În cazul în care pH-ul este peste pI, proteina va avea o sarcină negativă și se va lega de matrice într-o coloană de schimb anionic. Stabilitatea proteinei la valori mai mari sau mai mici decât pI va determina dacă trebuie utilizată o coloană de schimb de anioni sau o coloană de schimb de cationi. Dacă este stabilă la valori ale pH-ului sub pI, se va folosi coloana de schimb cationic. Dacă este stabilă la valori ale pH-ului peste pI, atunci se poate folosi coloana de schimb anionic.
.