与阴离子交换

离子交换过程示意： 起始 吸附 解吸 完成 x+ : 起始缓冲离子 y++ ：待分离离子 z+ ：待分离离子
二、离子交换剂的种类
在惰性载体上引入带有电荷的活性基团即
离子交换剂。 （一）按活性功能基团带电荷性质不同 阳离子交换剂 — 带负电荷，与阳离子交换 阴离子交换剂 — 带正电荷，与阴离子交换
（二）按载体种类不同 1.离子交换树脂：主要有聚苯乙烯树脂 苯乙烯+二乙烯苯 聚苯乙烯 （单体）（交联剂） 二乙烯苯 交联度 = ———————— × 100% 苯乙烯 + 二乙烯苯
交联度大，网孔变小，大分子量的离子不
能进入树脂颗粒内发生离子交换。 在不影响分离的情况下，以采用交联度较 高的树脂为好，这样可以提高树脂对离子 的选择性 。
四、应用
分离多肽蛋白、氨基酸、核酸及其他 带电的生物分子
离子交换层析法分离氨基酸及测定
[原理]
所用样品为天冬氨酸和组氨酸的混合液， 分 别 属 酸 性 氨 基 酸 ( pI2.77)、 碱 性 氨 基 酸 ( pI7.59)， 用 强 酸 型 阳 离 子 交 换 树 脂 Dowex50，在一定的洗脱条件下洗脱，将它 们分离。利用氨基酸可与茚三酮反应生成有 色化合物进行氨基酸鉴定。
目数：离子交换树脂的颗粒直径大小
Dowex 50 为20-50目 Dowex 20 840m 50 297m 100 149m （代表二乙烯苯的百分含量）
树脂resin（据所含交换基团的性质分） 阳离子交换树脂 强酸型 含磺酸基团 (R-SO3H) 中等酸型 含磷酸基团 (-O-PO2H4) 弱酸型 含酚基、羧基 阴离子交换树脂 强碱 含季胺基团 [-N+(CH3)3] 弱碱 含叔胺、伯胺基团[-N(CH3)2 ] 阴离子交换树脂对化学试剂及热都不如阳离子 交换树脂稳定。
2.离子交换纤维素 阴离子交换纤维素 — 如 :DEAE- 纤维素 pH8.6 以下分离中性或酸性物质 , 具二乙 胺乙基 阳离子交换纤维素—如:CM-纤维素 一 般pH>4条件下使用,具有羧甲基
3.离子交换凝胶— 分离大分子物质 如 ： 葡 聚 糖 （ Sephadex）、 聚 丙 烯 酰 胺 （PAG）、琼脂糖（Sepharose） 亲水性强,交换容量大,非专一性吸附小,球形 颗粒,较纤维素离子交换剂的流速易控制 床体积易受溶液的pH和离子强度影响
离子交换层析
ion exchange chromatography
一、原理
离子交换层析是用离子交换剂（具有离子
交换性能的物质）作固定相，利用它与流动 相中的离子能进行可逆的交换性质来分离离 子型化合物的层析方法。 即溶液中的离子同离子交换剂上功能基团 交换反应的过程。
带电荷量少，亲和力小的先被 洗脱下来，带电荷量多，亲和力大 的后被洗脱下来。
(三)洗脱剂 原则：所用洗脱液比吸着物质具有更活 泼的离子或基团 改变pH或离子强度 增强洗脱液与离子交换剂的结合力 降低分离物与离子交换剂的结合力 洗脱方式：梯度洗脱
(四)操作 1.离子交换剂的处理: 除去过小的颗粒消除杂质 转化平衡离子,调节所需的pH 2.装柱 3.上样 4.洗脱 5.洗脱液的收集和检测 6.再生
与水含茚三酮的反应：
O OH OH O O －CO2 O O RCHO + O O H N O O H NH2 O R N CH2 O OH OH O O O O H N O O O H R N CH H2O R CH COOH + NH2 －2H2O O O R N CHCOOH
紫色物质，用于α－氨基酸的比色测定和纸层析显色
2、检测：从第2管起每收集管中加入1.5ml茚 三酮显色液，充分混合，沸水浴 15 分钟， 自来水冷却，观察氨基酸与茚三酮的显色 反应，若生成紫色化合物，则说明收集到 氨基酸。
Separation of amino acids on a cation exchange column
Different types of ion exchange resins (a) Cation exchanger (b) Anion exchanger.
三、操作注意点
（一）离子交换剂的选择 原则：根据被分离物质的性质选择 — 同一性 质离子交换剂中选用对被分离物质各组分 之间结合力差异大的型号交换剂，以保证 通过离子交换层析后能得到比较满意的结 果。
Hale Waihona Puke Baidu
考虑因素： 1.被分离物质带何种电荷 2.被分离物质分子的大小 大分子物质选用凝胶，其次选用纤维素 3.被分离物质所处的环境 4.被分离物质的物理化学性质 5.被分离物质的大概数量

pH4.2 pH >10
Asp
His
[器材]
1. 层析柱等 2. 沸水浴
[试剂]
Dowex50
0.1mol/L NaOH pH4.2柠檬酸缓冲液 样品液：氨基酸混合液 茚三酮混合液
[操作]
1 、 层 析 ： 将 Dowex50 装 柱 后 ， 用 0 . 1 mol/L NaOH清洗树脂5分钟。再用pH4.2柠檬酸钠 缓冲液平衡 10 分钟。（方法同凝胶层析法） 加 样 5-6 滴 。 当 样 品 进 入 树 脂 后 ， 加 入 pH4.2柠檬酸缓冲液洗脱加样后立即收集， 每管收集 3ml（控制流速 15 滴 / 分钟）。当 第一峰一出现，换用0.1mol/L NaOH作洗脱 液，直至第二峰收集完毕。用pH4.2缓冲液 再平衡10分钟，再生。
根据分离过程的实验条件 强酸强碱—应用广泛 弱酸型—只能在碱性pH范围内使用 弱碱型—只能在酸性pH范围内使用
（二）缓冲液的选择 原则： 避免使样品变性; 不能发生化学反应; 在此pH条件下,被分离物质所带的电荷 性质与交换剂上的平衡离子相同; 需考虑离子交换剂的性质; 不影响被分离组分的分析测定.
梯度洗脱示意图