离子交换层析的基本操作
离子交换层析技术的解析
离子交换层析技术的解析离子交换层析技术是一种基于离子交换原理的分离纯化技术，适用于各种液体和气体中离子的分离、纯化和富集等。
其原理是通过一种固定于生化载体上的离子交换树脂，对样品中的离子进行吸附、分离、洗脱等处理，从而获得高纯度、高效率的目标离子。
离子交换层析技术的基本原理和流程离子交换层析技术的基本原理是利用离子交换树脂对溶液中离子进行选择性吸附的原理进行分离，其主要流程包括样品的预处理、树脂的固定、离子的吸附、洗脱和再生等几个关键步骤。
样品的预处理，通常包括调整样品pH、滤液和去除杂质等。
然后将样品加入离子交换树脂中，在一定的纵向或横向流动条件下，离子通过离子交换树脂的静电作用被吸附下来，从而实现了离子的选择性分离。
离子交换层析技术的应用离子交换层析技术广泛应用于各种检测，分析和生产场合，如制药、食品、环保、化工、生物等领域。
其中，离子交换层析技术在制药领域中的应用十分重要。
离子交换层析技术可用于药物纯化、多肽纯化、基因表达产物探究、酶学研究、蛋白质研究等。
此外，离子交换层析技术还可以用于制药企业原料药检测和生产工艺的优化。
离子交换层析技术优点与其他技术相比，离子交换层析技术具有分离效率高、操作简单、可靠性高、灵敏度高等优点，同时也具有一定的分度能力，因此在生物分子或配体的纯化、鉴定和定量的分离分析方面具有独特的优越性。
离子交换层析技术的未来发展虽然离子交换层析技术已经成为生产领域中不可或缺的一种技术，但是离子交换层析技术还面临着很多问题，主要包括低效率、高成本、难以批量生产等问题。
未来发展的方向主要包括开发新型的高效离子交换树脂、不断提高离子交换层析技术的选择性、发展更加便捷和经济的离子交换层析技术等。
结语离子交换层析技术是一种重要的分离纯化技术，并且十分广泛地应用于各种领域。
离子交换层析技术的优点在于它能够高效地完成离子的选择性分离和纯化，并且具有单个分子级别的识别能力，为生化分子的研究提供了有力的手段。
离子交换层析
样品进柱
离子交换层析的基本操作
为了达到满意的分离效果，进样量一般为介质交换容量的10-20% 为了避免进样溶液中的离子强度过高，样品浓度不宜太高
交换容量：离子交换剂中全部可交换的离子或功能基团的总数
样品洗脱
恒定洗脱
离子交换层析的基本操作
分子浓度 离子强度
pH值
阶段洗脱
梯度洗脱
弱酸性阳离子交换剂在pH值降低时，其电离率逐渐降低，离子 交换能力逐渐减弱
弱碱性阴离子交换剂在pH值升高时，其电离率逐渐降低，离子 交换能力逐渐减弱
离子交换介质的基本性质
常用的离子交换剂
离子交换树脂：
最常见的离子交换树脂是含有酸性或碱性基团的人工合成的聚苯 乙烯-二乙烯苯不溶性高分子化合物
离子交换树脂的优点是：流速快，对小分子物质的交换容量大， 因而适合用于氨基酸、核苷酸等小分子生化物质的分离纯化
离子交换层析
离子交换层析的基本原理 离子交换介质的基本性质 离子交换介质的选择原则 离子交换层析的基本操作
离子交换层析的基本原理
离子交换层析是以离子交换剂为固定相，以特定的含离子溶液为 流动相，利用离子交换剂对待分离的各种离子结合力的差异，而将混 合物中不同离子进行分离的层析技术。
离子交换介质的基本性质
离子交换介质的基本性质
常用的离子交换剂
离子交换葡聚糖：
离子交换葡聚糖是葡聚糖经环氧氯丙烷交联后形成的具有多孔三 维空间网状结构和离子交换功能基团的多糖衍生物（Sephadex G） Sephadex的优点如下：
亲水性强、不会引起生物分子的变性和失活，母链对蛋白质、核 酸及其它生物分子的非特异性吸附能力小
10 20 30 40 50 60 70 80 90
离子交换层析的操作步骤
离子交换层析的操作步骤嘿，朋友们！今天咱就来唠唠离子交换层析的那些事儿。
离子交换层析啊，就好比是一场精细的筛选游戏。
你想想看，就像是在一堆五颜六色的糖果中，要挑出你最喜欢的口味一样。
首先呢，你得准备好你的“游戏道具”，也就是离子交换剂啦。
这可是关键，就像你得有副好牌才能打好牌局嘛！得选那种质量好、性能稳定的离子交换剂，这可不能马虎。
然后呢，就是把你的样品溶液弄好。
这就像是给糖果们排好队，准备进入筛选的环节。
样品溶液的浓度、酸碱度啥的都得调好，不然可没法顺利进行游戏哦。
接下来，就是让样品溶液和离子交换剂来个亲密接触啦！这就像糖果们一个一个地走过选口味的关卡。
在这个过程中，那些符合离子交换剂要求的“糖果”就会被吸附住，其他的就会被淘汰掉。
吸附完了可不算完事儿哦，还得进行洗脱呢！这就好比是把选好的糖果从关卡里拿出来。
用合适的洗脱液去冲洗离子交换剂，把吸附在上面的东西给弄下来。
这可得掌握好洗脱液的浓度和流速，就像掌握好拿糖果的力度一样，太轻了拿不下来，太重了可能会把好东西也给冲坏了。
哎呀，你说这离子交换层析是不是很有意思呀？就像是一个神奇的魔法盒子，能把你想要的东西从一堆混合物里变出来。
在整个过程中，每一步都很重要哦！要是哪一步没做好，可能就得不到你想要的结果啦。
就像搭积木一样，一块没搭好，可能整个房子就歪了。
所以啊，大家在做离子交换层析的时候，一定要细心细心再细心，耐心耐心再耐心。
可别马马虎虎的，不然到最后哭都没地方哭去。
反正我觉得离子交换层析这玩意儿真的很神奇，能帮我们解决好多问题呢！大家只要认真去学，认真去做，肯定能掌握好这个技术，让它为我们服务！你们说是不是呀？。
离子交换层析实验报告
离子交换层析实验报告离子交换层析实验报告引言：离子交换层析是一种常用的分离和纯化技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本实验旨在通过离子交换层析技术，研究不同离子在固定相上的吸附行为，并探讨离子交换层析的应用潜力。
实验材料与方法：材料：离子交换树脂、不同离子溶液、蒸馏水。
仪器：离子交换层析柱、分光光度计。
方法：1. 准备不同离子溶液，浓度分别为10 mM。
2. 将离子交换树脂装入层析柱中，并用蒸馏水洗涤至平衡。
3. 将不同离子溶液分别加入层析柱，收集洗脱液。
4. 使用分光光度计测定洗脱液中离子的浓度。
结果与讨论：通过实验，我们观察到不同离子在离子交换层析柱上的吸附行为存在一定差异。
以Na+、K+、Ca2+、Mg2+为例，我们发现Na+和K+的吸附量较小，洗脱较快，而Ca2+和Mg2+的吸附量较大，洗脱较慢。
这是因为离子交换树脂中的功能基团与离子之间的亲和性不同所致。
进一步分析发现，离子交换层析技术在水处理、食品加工、药物制备等领域具有广泛应用潜力。
例如，在水处理中，离子交换层析可用于去除水中的重金属离子和有害物质，提高水质；在食品加工中，离子交换层析可用于去除食品中的杂质和有害物质，提高食品质量；在药物制备中，离子交换层析可用于纯化和分离药物成分，提高药物的纯度和效果。
此外，离子交换层析还可以与其他分离技术相结合，形成多重分离系统，提高分离效率。
例如，离子交换层析与凝胶过滤、逆流色谱等技术的结合，可实现对复杂混合物的高效分离。
结论：离子交换层析是一种重要的分离和纯化技术，具有广泛的应用前景。
通过本实验，我们深入了解了离子在离子交换层析柱上的吸附行为，以及离子交换层析技术的应用潜力。
未来，我们将进一步探索离子交换层析技术在不同领域的应用，为科学研究和工程实践提供更多可能性。
[知识]离子交换层析操作
![[知识]离子交换层析操作](https://img.taocdn.com/s3/m/2fabc7eeaff8941ea76e58fafab069dc50224795.png)
离子交换层析操作1.DEAE-52的处理取DEAE-52加入10倍量蒸馏水，浸泡12小时，去除悬浮的杂质和破碎颗粒。
其后将DEAE-52用碱—酸—碱（碱为0.5mol·LNaOH、酸为0.5mol·LHCl）的顺序预处理。
加入4倍体积的碱液浸泡半小时，不时搅拌。
抽滤，用蒸馏水洗至中性。
加入4倍体积的酸液浸泡半小时，不时搅拌。
抽滤，用蒸馏水洗至中性。
加入4倍体积的碱液浸泡半小时，不时搅拌。
抽滤，用蒸馏水洗至中性。
直接洗出无色澄清液位置。
2.平衡将DEAE—纤维素放入0.0lMol/L pH 7. 4 PB液中（即起始缓冲液），静止1h，不时搅拌，待纤维素下沉后，倾去上清液或抽滤除去洗液，如此反复几次至倾出液体的pH值与加入的PB液的pH值相近3.装柱层析柱的选择要大小、长度适当。
一般而言，柱长和柱直径之比为10：1～20：1，柱的内径上下要均匀一致。
柱子的清洗：用前将层析柱在清洁液内浸泡处理24h，然后依次用常水、蒸馏水、起始缓冲液充分洗涤。
装柱时，把层析柱垂直固定在三角铁架上，倒入起始缓冲液至一半的柱高，除去死区及塑料管内的气泡。
再将平衡的DEAE－纤维素糊状物沿管壁倒入柱中。
注意不要产生气泡，如有气泡应排除或重装。
拧开螺旋夹，使流速至1ml/5min，待缓冲液快接近纤维素面时，继续倒入纤维素糊，同时用玻璃棒搅拌表面层，以免使两次加入的纤维素形成分界层，通过进出缓冲液调节流量，也可通过塑料管的升降来控制，至柱床体积不变为止。
剪一圆形滤纸（与柱内径大小一致），从柱的上端轻轻放入，使其沉接于纤维素床表面，以免在加样时打乱纤维素层。
装好柱的柱面应该是平整的，无倾斜，整个柱床内无气泡、不分层。
继续平衡，使流出液的pH值与流入液的pH值完全一致为止。
4.上样将多糖溶于10ml缓冲液中平衡过液（4℃）。
将柱的上端打开，用吸管将纤维素柱上面的缓冲液吸出，不要吸净，留一薄层液面，以免空气进入。
离子交换层析原理步骤详细
离子交换层析原理步骤详细离子交换层析 (Ion Exchange Chromatography, IEC) 是一种常见的分离和纯化技术，广泛应用于生物科学、医药、环境和化学工业等领域。
本文将详细介绍离子交换层析的原理和步骤，并提供相关操作注意事项。
原理离子交换层析是基于离子交换剂与待分离物中的离子之间的相互作用来实现分离纯化的。
离子交换剂通常是一种带有功能基团的固体材料，如离子交换树脂。
当待分离物溶液通过离子交换层析柱时，待分离物中的离子与离子交换剂上的功能基团发生相互作用，使得不同离子具有不同的保留时间，进而实现分离纯化。
离子交换层析可以通过两种模式进行操作：阳离子交换和阴离子交换。
在阳离子交换中，离子交换剂具有负电荷的功能基团，可以吸附带有正电荷的离子，而排斥带有负电荷的离子。
在阴离子交换中，离子交换剂具有正电荷的功能基团，可以吸附带有负电荷的离子，而排斥带有正电荷的离子。
步骤离子交换层析通常包括以下几个步骤：1. 样品预处理在进行离子交换层析之前，需要对待分离样品进行预处理。
这包括将待分离物从其他成分中纯化或富集，并调整其pH值和离子浓度。
2. 选择合适的离子交换剂根据待分离物中的离子类型和性质，选择合适的离子交换剂。
如果待分离物中的离子是带正电荷的，则选择阴离子交换剂；如果待分离物中的离子是带负电荷的，则选择阳离子交换剂。
此外，还需要考虑离子交换剂的大小、形状、孔径和稳定性等因素。
3. 准备离子交换柱将选择的离子交换剂装填到离子交换柱中。
通常，离子交换剂以干燥的形式存在，因此在装填离子交换柱之前需将其充分湿润或反应活化。
4. 样品加载将经过预处理的待分离样品加载到离子交换柱中。
样品溶液会在离子交换柱中与交换剂的功能基团发生相互作用，从而实现分离纯化。
5. 洗脱通过改变洗脱缓冲液的条件，如改变pH值或离子浓度，来洗脱已经吸附在离子交换柱上的离子。
洗脱的条件需要根据待分离物和交换剂之间的相互作用来进行调节。
离子交换层析
⑤
⑤
将酶活力峰峰尖处的样品 2ml 交给老师，（老师浓缩后用 于凝胶层析）；
合并其它剩余酶活力峰得到E3，量出总体积V3。
பைடு நூலகம்
⑥
② ③
④
目测酶活力方法：取两支血糖管，各加入1ml 5%蔗糖液，然 后于一支中加入1ml起始缓冲液，另一支中加1ml洗柱流出 液，同时于35℃恒温水浴中进行水解反应3min，然后各加 DNS 试剂1ml，于沸水浴中反应5min ，比较两支试管颜色 的深浅。
④
洗脱：本实验用阶段洗脱进行。用含 0.15mol/L NaCl 的 0 . 0 0 5 mol/L pH6.0 的 磷 酸 缓 冲 液 1 0 0 ml， 控 制 流 速 为 1.5ml/min ,用小试管收集（5ml/管，收集7管左右即可）。 收集酶活力峰：目测记录仪上的蛋白峰的酶活力，确定酶 活力峰的位置（蛋白峰不一定是活力峰）。
制E3
①
实验操作
样品准备：将透析液 4℃ 8000r/min 离心5min，弃沉淀取 上清 E2，量体积 V2（约 =14ml ）， 留出 2ml 置于冰箱中保存 ， 其他酶液准备用离子交换柱纯化。 (2 只离心管 / 组， 1 支配 平) 调节：上样前打开紫外检测器 ( 与柱相连 ) 与记录仪，按照 第2天参数调节仪器。 上样：先将黄枪头慢慢拔出，再将胶塞慢慢拔出（尽量不 要晃动），打开阀门将柱中的5mmol/L pH6.0缓冲液逐渐放 出。当液面接近柱床表面时，用长吸管沿柱壁绕环小心加 入 E2（不要冲坏柱床表面）；打开离子交换柱出口处的阀 门，使样品缓慢、均匀地进入柱床，打开截流阀，注意控 制流速，使流出液的流出速度为1.5ml/min左右。 洗柱：样品全部进入床面后，在柱面加入2cm的缓冲液，在 储液瓶中加入5mmol/L pH6.0的磷酸缓冲液，打开截流阀， 洗出未吸附的杂蛋白。目测记录仪上的紫外吸收峰及其余 部分的酶活力（ 5ml/ 管），检查流出液中是否有酶活力存 在（即酶是否挂在离子交换树脂上）。洗柱体积控制在5个 柱体积左右（约35ml）。
离子交换层析的原理和应用
离子交换层析的原理和应用1. 原理概述离子交换层析是一种常用的分离和纯化技术，基于离子交换剂与目标物质之间的相互作用。
其原理是利用交换剂固定在固定相上的活性基团与待分离物质之间的化学吸附和解析度差异来实现目标物质的纯化和富集。
2. 交换剂的选择在离子交换层析中，选择合适的交换剂对分离效果至关重要。
- 强酸型离子交换剂：适用于分离酸性物质。
- 强碱型离子交换剂：适用于分离碱性物质。
- 强酸型离子交换剂与强碱型离子交换剂的混合：适用于分离中性物质。
3. 实验步骤离子交换层析的实验步骤如下： 1. 样品预处理：将待分离物质从样品中提取出来并纯化。
2. 选择合适的离子交换剂：根据目标物质的特性选择合适的离子交换剂。
3. 准备固定相：将离子交换剂固定在合适的固定相上。
4. 填充层析柱：将固定相装填到层析柱中。
5. 样品加载：将样品溶液加载到层析柱上，目标物质与离子交换剂发生相互作用。
6. 洗脱：通过改变溶液条件，如浓度、pH值等，使目标物质与离子交换剂解离，从而洗脱出来。
4. 应用领域离子交换层析广泛应用于以下领域： - 生物制药：用于分离和纯化蛋白质、抗体、核酸等生物大分子。
- 环境监测：用于分离和富集水样中的有机和无机污染物。
- 食品工业：用于食品添加剂、色素、香料等的分离和纯化。
- 化学分析：用于分析样品中的离子和有机物质。
- 生命科学研究：用于研究生物大分子的性质和相互作用。
5. 优点和局限性离子交换层析具有以下优点： - 分离效果好：可以实现高纯度的目标物质。
-操作简单：实验步骤相对简单，易于操作。
- 高选择性：可以通过调整离子交换剂和溶液条件来实现目标物质的选择性分离。
然而，离子交换层析也存在一些局限性： - 样品负荷量有限：由于固定相的固定容量限制，样品负荷量较小。
- 洗脱效果难以调控：洗脱条件的调控比较复杂，对操作者要求较高。
- 耗时较长：由于样品加载和洗脱等步骤的需要，离子交换层析需要较长的时间。
离子交换柱层析操作
离子交换柱层析操作离子交换柱层析在生物分离和纯化中广泛应用，包括蛋白质分离和纯化。
蛋白质通常具有带电的氨基酸残基，可以与柱子上的离子交换基团发生静电相互作用。
在离子交换柱层析中，通过调节溶液的pH值和离子浓度，可以控制蛋白质与柱子上的离子交换基团之间的相互作用，从而实现蛋白质的选择性吸附和洗脱。
1.离子交换柱的选择：根据所要分离的目标分子的特性选择合适的离子交换柱。
离子交换柱可以根据其固定相的性质分为阴离子交换柱和阳离子交换柱，根据离子交换基团的类型分为疏水基团和孔隙基团等。
2.样品预处理：将待分离的样品进行预处理，包括清除杂质、富集目标分子等步骤，以获得较高的纯度和回收率。
3.样品加载：将预处理过的样品溶液加载到离子交换柱上。
样品溶液中的目标分子与离子交换基团之间发生静电相互作用，被柱子上的固定相吸附。
4.柱洗脱：通过调节洗脱缓冲液的pH值、离子浓度或盐浓度等条件，改变目标分子与离子交换基团之间的相互作用，使其从柱子上洗脱下来。
5.纯化目标分子：将洗脱得到的目标分子进一步纯化和收集，可以通过再次进行柱层析、凝胶过滤、电泳等方法进行。
离子交换柱层析操作对于蛋白质的纯化十分重要。
在蛋白质纯化中，可以根据蛋白质的等电点和溶液的pH值选择合适的离子交换柱，实现对特定蛋白质的选择性吸附和洗脱。
通过优化离子交换柱层析操作的条件，可以获得较高纯度和产量的蛋白质。
总结起来，离子交换柱层析操作是一种常用的用于生物分离和纯化的方法。
它利用样品中带电的离子与柱子上的离子交换基团之间的相互作用，实现对生物分子的选择性吸附和洗脱。
离子交换柱层析对于蛋白质的纯化具有重要意义，可以通过调节柱层析条件实现对特定蛋白质的纯化和富集。
离子交换柱层析操作是一种非常有用和广泛应用的生物分离技术。
离子交换层析法分离氨基酸
3.平衡、加样
用pH5.8的柠檬酸缓冲液冲洗平衡交换柱。调节流速为 1mL/min，流出液达到床体积的2-3倍时即可上样。 由柱上端仔细加入氨基酸的混合液0.5mL，同时开始收集流 出液。当样品液弯月面靠近树脂顶端时，即刻加入0.5mL柠檬酸 缓冲液冲洗加样品处。待缓冲液弯月面靠近树脂顶端时，再加入 0.5mL缓冲液。如此重复两次，
各种氨基酸分子的等电点不同在同一ph时所带电荷不同与离子交换树脂的结合力有差异因此可依据结合力从小到大的顺序被洗脱液洗脱下来达到分离的效果
实验三 离子交换层析法分离氨基酸
【实验目的】
（1）学习采用离子交换树脂分离氨基酸的基本原理。 （2）掌握离子交换柱层析法的基本操作技术。
【实验原理】
离子交换层析法主要是利用溶液中各种来自电离子与离子交苯乙烯磺酸钠型树脂（强酸1×8，100—200目）。 2mol/L盐酸溶液；2mol/L氢氧化钠溶液。 混合氨基酸溶液：天冬氨酸、赖氨酸溶液。 柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液（pH5.8，钠离子浓 度0.45mol/L） 显色剂（茚三酮溶液）
12cm×1cm层析管; 蠕动泵; 部分收集器；烘箱。
【实验步骤】 1.树脂的处理 ：碱-酸-碱
H+或Na+
SO3—
—CH2—CH2—CH—CH2—CH2—CH—
有氢型和钠型
—CH —CH2—CH2—CH— 苯环—SO3— H+或Na+
从交换剂上洗脱目的物的方法有两种： 1.调节洗脱液的pH，使目的物在此pH下 失去电荷甚至带相反电荷。
2.用高浓度的同性离子，将目的离子取代 下来。
【试剂和器材】
4.洗脱
并将柱与蠕动泵想和部分收集器相连。开始用试管收集洗脱液， 每管收集1mL，共收集40—50管。
离子交换层析实验报告
离子交换层析实验报告
实验目的：
通过离子交换层析技术，分离和纯化溶液中的离子。
实验原理：
离子交换层析技术是一种基于化学亲和力原理的分离技术，常
用于分离带电离子物种。
实验中，采用了阴离子交换树脂进行离
子交换层析。
树脂中固定有一定数量的正离子，来吸附溶液中的
负离子。
随着流动相的进出，树脂的正离子与溶液的负离子不断
交换，从而实现分离和纯化。
实验步骤：
1. 将阴离子交换树脂装入离子交换层析柱中，平衡至稳定状态；
2. 将样品溶液均匀注入离子交换层析柱，并以一定的流速进行
洗脱；
3. 通过读取峰值吸收率、紫外吸收率或放射性测量结果，确定分离物种的含量和纯度；
4. 再次平衡和清洗层析柱。
实验结果：
通过经过层析柱后的溶液，我们成功地分离出了目标离子，并得到了较高的纯度。
最终结果如下：
目标离子浓度：0.45mol/L
分离纯度：99.6%
实验结论：
离子交换层析技术是一种基于化学亲和力原理的有效分离和纯化方法。
在实验中，通过使用阴离子交换树脂，我们成功地分离出目标离子，并获得了高纯度的样品。
实验结果表明，离子交换层析技术在化学、生物等领域有着广泛的应用前景。
离子交换柱层析操作
离子交换柱层析操作规程（可溶性蛋白）1.装柱：1.1 取出层析柱，用去离子水冲洗干净，连接好管子后固定柱子；1.2用水冲洗层析柱3-5次，每次10ml去离子水；1.3取出填料，静止至室温后，根据需要用移液器取出3-5ml的填料进行装柱，1.4用去离子水冲洗填料5个柱体积；2.柱的平衡与上样：2.1用0.02M TB bufferA 缓冲液(PH7.6)平衡Ni柱，直至流出液的pH为7.6；2.2对处理的样品进行过滤后，缓慢上样让蛋白充分结合；3洗杂蛋白：3.1用0.02M TB bufferA 缓冲液(PH7.6)过柱，清洗没有结合到层析柱上的杂蛋白，至流出液与缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.2用含10mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含10mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.3用含20mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含20mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.4用含40mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含40mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.5用含60mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含60mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.6用含80mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含80mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；3.2用含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；（具体的洗脱梯度需根据实验自行调整）4解离目的蛋白：4.1用含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含100mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；4.2 用含200mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含200mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；4.3 用含500mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含500mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测；4.4用含1000mMNaCL的TB bufferA 缓冲液（PH7.6）过柱，共洗约30ml，至流出液与含1000mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul 做SDS-PAGE检测；（具体的洗脱梯度需根据实验自行调整）5.柱的清洗与保存：5.1用含1000mMNaCL的TB bufferA缓冲液（PH7.6）以冲洗层析柱，共冲洗30ml；5.2用浓度为1.5M的NaCl溶液冲洗层析柱，共冲洗30ml；5.3用过滤去离子水冲洗50ml；5.4用20%乙醇冲洗30ml后于4℃20%乙醇中保存。
离子交换层析的纯化原理
离子交换层析的纯化原理离子交换层析是一种常用的分离纯化技术，它基于离子交换作用原理，通过离子交换树脂将混合物中的离子进行吸附和释放，从而实现对目标离子的纯化。
离子交换层析在生物分子的分离纯化、水处理、药物纯化等领域具有广泛的应用。
离子交换层析的纯化原理包括离子的吸附和释放步骤，具体过程如下：1. 吸附阶段：在离子交换层析中，选择具有离子交换基团的树脂作为固定相，常见的有阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
在混合物中，选择性地吸附目标离子，其他离子则通过树脂层析柱。
当混合物溶液通过层析柱时，目标离子与离子交换基团发生静电作用，被吸附在树脂上。
吸附过程可通过控制pH值、离子浓度和离子交换柱的选择来实现。
2. 洗脱阶段：吸附在树脂上的目标离子可以通过改变溶液性质来实现释放。
这可以通过改变pH值、离子浓度或添加竞争性离子等方式来实现。
当采用酸性洗脱时，通过调节pH值，使目标离子与交换基团结合的静电作用减弱或破坏，从而使目标离子从树脂上解吸下来。
类似地，碱性条件下发生的酸洗脱也可以通过调节pH值实现目标离子的解吸。
此外，还有一些特殊洗脱方法，如温度调控法、浓度梯度洗脱法等。
离子交换层析的纯化原理主要包括两个方面：选择性吸附和静电作用。
1. 选择性吸附：离子交换树脂的交换基团具有特定的亲和性和选择性，可以选择性地吸附目标离子。
交换基团通常是带电的官能团，如硫酸树脂的交换基团为SO3-，对应着可吸附阳离子。
这些交换基团与离子之间通过静电作用或化学键形成吸附结合，从而实现离子的选择性吸附。
通过调节交换基团的类型和性质，可以选择性吸附不同类型的离子。
2. 静电作用：离子交换主要通过静电作用来实现离子与交换基团的结合和解离。
当目标离子与交换基团发生静电作用时，会产生电荷之间的相互作用力。
离子交换树脂通常带有正电荷或负电荷，吸附的离子通常与树脂的电荷相反。
当pH值适当时，离子交换层析系统中溶液中的目标离子与交换树脂之间会出现较大的静电吸引力，从而实现目标离子的吸附。
离子交换层析操作方法
离子交换层析操作方法离子交换层析（Ion Exchange Chromatography）是一种常用的分离和纯化生物大分子的方法，例如蛋白质、核酸等。
其原理是利用固定在固相上的离子交换剂与样品中的离子之间发生物理吸附和解离平衡，通过调节其溶剂系统、pH值、盐浓度等条件，使样品中的不同离子以不同的速率从固相上解离下来，从而实现分离目标分子的目的。
离子交换层析操作可以分为以下几个步骤：1. 样品处理：样品的处理对于离子交换层析的成功与否至关重要。
通常情况下，样品需要经过蛋白质提取等步骤，获得纯净的样品溶液。
如果样品中含有较高浓度的盐类等杂质，可以通过浓缩、洗涤等方法去除。
2. 选择合适的离子交换剂：离子交换剂的选择是根据样品中所含离子的性质来决定的。
对于阴离子，通常选择带有正电荷的阳离子交换剂（如硫酸树脂、乙二胺树脂等）；对于阳离子，通常选择带有负电荷的阴离子交换剂（如盐酸树脂、硝酸树脂等）。
3. 准备离子交换柱：选择合适的柱子尺寸和填充物，通常为高分子量亲水性凝胶。
将填充物装入离子交换柱中，并保持均匀填充。
4. 培养条件：根据样品特性和目的，设置适当的培养条件。
其中包括pH值、溶剂系统和盐浓度。
这些条件的选择需要根据样品的性质（酸碱性，亲水性等）和需要分离的目标纯化物的性质来确定。
5. 样品加载：将经过处理的样品加入离子交换柱，采用适当的流速保持平衡。
溶剂的选择和流速的控制主要是为了交换离子的速率与静电吸附的速率之间达到适当的平衡。
6. 洗脱：通过改变培养条件或溶剂梯度洗脱目标分离物和杂质。
通常使用梯度洗脱的方式，即梯度调整溶剂中的离子浓度，以促进目标物质逐步从离子交换剂上脱附。
7. 浓缩和储存：将洗脱得到的目标分离物浓缩并储存。
离子交换层析操作常见的问题及解决方案：1. 样品中存在杂质：可以通过前处理步骤（如超滤、浓缩等）进行预处理，去除杂质，以保证在交换剂上发生特异性吸附。
2. 分离效果不佳：可以通过改变溶剂系统、pH值或盐浓度等因素来优化分离条件，选取合适的条件以提高分离效果。
离子交换柱层析法分离纯化蛋白质
离⼦交换柱层析法分离纯化蛋⽩质离⼦交换柱层析法分离纯化蛋⽩质⼀、实验⽬的学习层析技术，掌握离⼦交换柱层析法分离纯化蛋⽩质的操作⽅法。
⼆、基本原理离⼦交换层析是依据各种离⼦或离⼦化合物与离⼦交换剂的结合⼒不同⽽进⾏分离纯化的。
离⼦交换层析的固定相是离⼦交换剂，以液体为流动相。
离⼦交换剂由⼀类不溶于⽔的惰性⾼分⼦聚合物基质，通过⼀定的化学反应共价结合上某种电荷基团形成。
离⼦交换剂可以分为三部分：⾼分⼦聚合物基质、电荷基团和平衡离⼦。
电荷基团与⾼分⼦聚合物共价结合，形成⼀个带电的可进⾏离⼦交换的基团。
平衡离⼦是结合于电荷基团上的相反离⼦，它能与溶液中其它的离⼦基团发⽣可逆的交换反应。
平衡离⼦带正电的离⼦交换剂能与带正电的离⼦基团发⽣交换作⽤，称为阳离⼦交换剂；平衡离⼦带负电的离⼦交换剂与带负电的离⼦基团发⽣交换作⽤，称为阴离⼦交换剂。
假设以RA+代表阳离⼦交换剂，其中A+代表平衡离⼦，A+可以与溶液中的阳离⼦B+发⽣可逆的交换反应，其反应式为RA+ + B+↔ RB+ + A+上述反应能迅速达到平衡，平衡的移动遵循质量作⽤定律。
下⾯以阴离⼦交换剂为例简单介绍离⼦交换层析的基本分离过程。
阴离⼦交换剂的电荷基团带正电，装柱平衡后，与缓冲溶液中的带负电的平衡离⼦结合。
待分离溶液中可能有正电基团、负电基团和中性基团。
加样后，负电基团可以与平衡离⼦进⾏可逆的置换反应⽽结合到离⼦交换剂上，⽽正电基团和中性基团则不能与离⼦交换剂结合，随流动相流出⽽被去除。
通过选择合适的洗脱⽅式和洗脱液，如增加离⼦强度的梯度洗脱。
随着洗脱液离⼦强度的增加，洗脱液中的离⼦可以逐步与结合在离⼦交换剂上的各种负电基团进⾏交换，⽽将各种负电基团置换出来，随洗脱液流出。
与离⼦交换剂结合⼒⼩的负电基团先被置换出来，⽽与离⼦交换剂结合⼒强的，需要较⾼的离⼦强度才能被置换出来，这样各种负电基团就会按其与离⼦交换剂结合⼒从⼩到⼤的顺序逐步被洗脱下来，从⽽达到分离⽬的。
阴离子交换层析洗脱顺序
阴离子交换层析洗脱是一种非常常见的技术，在生物分离、分析和纯化中有广泛的应用。
它的核心思想是利用阴离子交换层的特殊性质，将目标分子和其他成分分离出来，从
而达到纯化的目的。
阴离子交换层析洗脱的具体操作步骤是：首先在阴离子交换柱中，通过设定不同浓度
的离子交换剂，将留下的阴离子与离子交换剂结合，使其形成离子交换层；然后，将样品
溶剂添加到离子交换层中，采用不同的洗脱条件，将样品中的目标分子和其他成分分离出来；最后，通过不同的洗脱水流，将洗脱出的目标分子和其他成分收集起来。
由于阴离子交换柱具有良好的保留性，因此，阴离子交换层析洗脱技术是非常有效的，可以达到较高的分离效率，从而获得高纯度的分子。
此外，阴离子交换层析洗脱还具有操作简单，使用成本低等优点，目前已成为生物分离、分析和纯化的重要技术手段。
但是，要获得较高纯度的目标分子，需要根据具体样品
的特性来调整阴离子交换层析洗脱的顺序，以及各个步骤的参数，以确保洗脱效率和纯度。
【2017年整理】化工专业实验-蛋白质的离子交换层析分离实验-
化工专业实验蛋白质的离子交换层析实验一、实验目的1．了解离子交换层析分离蛋白质的基本原理。
2．掌握离子交换层析分离操作的基本步骤及方法。
二、实验原理1. 离子交换层析蛋白质的基本原理离子交换层析（Ion Exchange Chromatography，简称为IEC）是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析分离方法。
离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成，带负电荷能吸附正电荷的称之阳离子交换树脂，而带有正电荷能吸附负电荷的称之阴离子交换树脂。
蛋白质（protein）是生命的物质基础，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的生物大分子物质。
蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的。
虽然蛋白质是大分子有机物，但由于蛋白质中含有氨基、羧基等亲水基团，蛋白质长链中的亲水基团向外而疏水基团向内，可以形成特定的三维结构，所以大部分蛋白质仍能较好的溶解在水溶液中。
在一定的离子强度范围内，溶液中的小分子离子在静电作用下吸附包裹在蛋白质表面亲水基团外侧，形成双电层结构，一定程度上有助于稳定蛋白结构及其水溶性。
但蛋白质在不同的pH条件下，其带电状况不同。
当pH较低时，蛋白质表面正电荷多于负电荷，总体电性为正；当pH较高时，蛋白质表面正电荷少于负电荷，总体电性为负；当蛋白质表面正电荷量与负电荷量相当时，蛋白质总体显示电中性，双点层结构解体，蛋白质亲水性降到最低，将表现出明显的疏水性，发生疏水性团聚和沉淀，此时的pH值即为蛋白质的等电点。
不同蛋白质结构不同，等电点亦不同，但大部分已知蛋白多属于阴离子蛋白，在中性溶液中显示出电负性。
离子交换层析可以用于蛋白质的分离纯化：阴离子交换基质能吸附带有负电荷的蛋白质，阳离子交换基质能结合带有正电荷的蛋白质。
一般而言，pH越低，蛋白质净正电荷数越多，pH越高，蛋白质净负电荷数越多；蛋白质分子个头越小，净电荷数越多，离子交换吸附作用越强，越难被洗脱；溶液中小分子离子含量越多，蛋白质可吸附量越少，但若小分子离子含量过低，蛋白质双电层结构不易形成，其水溶性会降低。
fractogel emd deae操作规程 -回复
fractogel emd deae操作规程-回复在实验室和工业生产的领域中，Fractogel EMD DEAE是一种常用的离子交换树脂。
它是一种聚合物基质，具有孔隙结构，可以通过吸附和离子吸附等机制，从液相中分离和纯化目标物质。
本文将一步一步地回答如何使用Fractogel EMD DEAE进行离子交换层析的操作规程。
第一步：准备工作在开始实验前，首先需要准备好所有必要的实验材料和设备。
包括Fractogel EMD DEAE树脂、离子交换层析柱、样品溶液、缓冲液、梯度洗脱溶液、洗脱收集采样管、吸附管、离心管、离心机等。
第二步：树脂预处理1. 将Fractogel EMD DEAE树脂取出，按照在产品说明书中推荐的方法进行预处理。
通常情况下，需要将树脂用梯度洗脱溶液（例如由低浓度到高浓度的盐溶液）进行洗脱。
2. 洗脱完毕后，使用缓冲液对树脂进行平衡，将盐溶液洗去。
这一步骤有助于确保树脂内部的pH和离子力平衡，提高实验结果的准确性和稳定性。
第三步：样品预处理1. 将待测试的样品溶液过滤，去除其中的固体颗粒和悬浮物。
这一步骤可以使用滤纸、滤膜或其他适当的过滤设备进行。
2. 为了提高样品的分离效果，有时候需要调整样品的pH值。
可以使用缓冲液或酸碱溶液进行调节，确保样品溶液的pH值适合特定的实验要求。
第四步：树脂装柱和进样1. 将Fractogel EMD DEAE树脂装填到离子交换层析柱中。
装柱的方法和细节可以参考树脂的产品说明书。
2. 将样品溶液以适当的速度和容量进样到树脂柱中。
可以使用进样管或其他适当的装置进行。
第五步：洗脱和采集1. 使用缓冲液进行柱洗脱。
根据需要，可以使用单一浓度的缓冲液或者梯度洗脱液。
调整洗脱液的浓度和pH值，以满足目标物质的洗脱要求。
2. 设置洗脱收集采样管，根据实验要求采集洗脱液中的目标物质。
根据需求，可以设置多个采样管，以收集不同浓度和组分的目标物质。
第六步：树脂再生和重复使用1. 当实验完成后，树脂可能会受到污染或饱和，需要进行再生和清洗。
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常用的离子交换葡聚糖包括： 阳离子交换剂 CM-Sephadex C-25，CM-Sephadex C-50
阴离子交换剂
DEAE-Sephadex A-25，DEAE-Sephadex A-50 QAE-Sephadex A-25，QAE-Sephadex A-50
离子交换琼脂糖：
离子交换琼脂糖是携带DEAE或CM基团的Sepharose CL-6B
离子交换葡聚糖： 离子交换葡聚糖是葡聚糖经环氧氯丙烷交联后形成的具有多孔三 维空间网状结构并带有离子交换功能基团。 Sephadex的优点如下： 亲水性强、不会引起生物分子的变性和失活，母链对蛋白质、核 酸及其它生物分子的非特异性吸附能力小 电离基团在母体上取代程度高，交换容量大，装柱方便，流速快 既有离子交换作用，又有分子筛效应 因而Sephadex是一类广泛应用的色谱分离介质
不同蛋白质与离子交换剂之间形成离子键数目不同，即亲和力大 小有差异，因此只要选择适当的洗脱条件便可将混合物中的成分逐个 洗脱下来，达到分离纯化的目的
离子交换剂的分 类
阳离子交换剂：强酸型和弱酸型
阴离子交换剂：强碱型和弱碱型
阳离子交换剂 分为强酸型、中强酸型和弱酸型三类，强酸型含有－R－SO3H，中 强酸型含有－PO3H2、－PO2H2或－O－PO2H2，弱酸型含有－COOH 或－OH。 阳离子交换进行的反应如下：
第八章 外源基因表达产物的分离纯化
一 重组蛋白分离纯化方法选择的基本原则 二 常用的分离方法 三 基因重组蛋白包涵体的分离和复性 四 重组蛋白质的鉴定
一、 重组蛋白分离纯化方法选择的基本原则
针对不同的产物表达形式采取不同的策略
针对不同性质的重组蛋白选择不同的层析类型
多种分离纯化技术的联合运用
合适分离纯化介质的选择
理想的分离纯化介质应具有下列性质：
对目标蛋白具有较高的分离效率
对目标蛋白不会造成变性
化学性能和机械性能稳定，重复性好
价格低廉
• Sephadex 是由葡聚糖通过环氧氯丙烷交联 形成的三维网状凝胶颗粒 • Superose是在珠状琼脂糖颗粒的基础上经 过两次交联后得到的
5. 分离纯化过程的规模化
蛋白质分离纯化的实验室工艺、技术、方法大规模产业化过程未必合适， 如：
分离纯化过程的规模化
1. 针对不同的产物表达形式采取不同的策略
采用分泌型战略表达重组蛋白，通常体积大、浓度低，因此应在纯化之前采用 沉淀或超滤等方法先进行浓缩处理；
采用包涵体型战略表达重组蛋白，应先离心回收包涵体；
采用融合型战略表达重组蛋白，一般是胞内可溶性的，拟首先选用亲和层析 进行纯化
表达在细胞膜和细胞壁之间的间隙中的蛋白质，应用低浓度的溶菌酶处理，然 后再用渗透压休克法释放重组蛋白。
具有硬度大、性质稳定，流速好，分离能力强等优点
尤其是介质受pH和离子强度的影响所引起的膨胀和收缩效应较小，因
此具有稳定的外形体积
离子交换介质的选择原则
一般而言： 酸性物质用阴离子交换剂分离 碱性物质用阳离子交换剂分离 氨基酸、核苷酸、蛋白质等两性电解质，可根据其pI值及离子化 曲线来选择
对pI=5的某酸性蛋白质 当蛋白质为阴离子时， 在pH5.5-9.0的范围内， 应首选DEAE纤维素； 当蛋白质为阳离子时， 在pH3.5-4.5的范围内，
实验室方法在工程上可能难以实现（超声波破细胞壁）
实验室方法在大规模生产中可能成本过高（超速离心）
因此，在很多情况下，实验室的技术路线不等于生产工艺。
二、常用的分离方法
1. 离子交换层析
离子交换层析的基本原
理 离子交换介质的基本性 质 离子交换介质的选择原
则 离子交换层析的基本操 作
离子交换层析的基本原理
离子交换纤维素：
离子交换纤维素是携带功能基团纤维素衍生物，具有松散的亲水 性网状结构以及较大的表面积，大分子可以自由通过，因而对生物大 分子（如蛋白质）的交换容量比离子交换树脂大
阳离子型离子交换纤维素包括羟甲基纤维素（CM纤维素）等
阴离子型离子交换纤维素包括二乙基氨基乙基纤维素（DEAE纤 维素）
离子交换层析是以离子交换剂为固定相，以特定的含离子溶液为流动相，利 用离子交换剂对待分离的各种离子结合力的差异，而将混合物进行分离的层析技 术。
离子交换介质的基本性质
离子交换剂的基本性 能 离子交换剂亦称离子交换介质，通常是一种不溶性高分子化合物
如树脂，纤维素，葡聚糖，醇脂糖等； 离子交换剂中所含的可解离基团在水溶液中能与溶液中的其它阳离子或阴离 子起交换作用
2. 针对不同性质的重组蛋白选择不同的层析类
等电点处于极端区域（pI≤5 或 pI≥8）的重组蛋白应首选离子交换法进行分 离，这样很容易除去几乎所有的杂蛋白；
型
重组蛋白特异性的配体、底物、抗体、糖链等都是首选亲合层析
疏水层析和反相层析是根据蛋白质的疏水性差异进行分离的； 凝胶过滤层析是根据蛋白的分子量和体积差异进行分离的；
弱碱性阴离子交换剂在pH值升高时，其电离率逐渐降低，离子
交换能力逐渐减弱
常用的离子交换 剂
离子交换树脂： 最常见的离子交换树脂是含有酸性或碱性基团的人工合成的聚苯 乙烯-二乙烯苯不溶性高分子化合物 离子交换树脂的优点是：流速快，对小分子物质的交换容量大， 因而适合用于氨基酸、核苷酸等小分子生化物质的分离纯化
阴离子交换剂 分为强碱型、中强碱型和弱碱型三类，含有四级铵盐 [ －N+(CH3)3] 为强碱型，三级以下铵盐 [－N(CH3)2]、[ －NHCH3]、[ －NH2] 都属 弱碱型；同时具有强碱和弱碱型基团的，为中强碱型。 阴离子交换树脂进行的反应如下：
强离子交换剂的电离率基本不受pH值影响，离子交换作用的pH范围宽 弱离子交换剂的电离率受pH影响很大，离子交换作用的pH范围小 弱酸性阳离子交换剂在pH值降低时，其电离率逐渐降低，离子 交换能力逐渐减弱
3. 多种分离纯化技术的联合运用
在选择分离纯化方法时应遵循下列原则：
应选择不同分离纯化机理的方法联合使用 应首先选择能除去含量最多杂质的方法 应尽量选择高效的分离方法 应将最费时、成本最高的分离纯化方法安排在最后阶段
4. 合适分离纯化介质的选择
常用的蛋白质分离纯化介质有Sephadex和Superose。