离子交换层析分离技术(精品)
离子交换层析法
离子交换层析法一、原理离子交换层析法是从复杂的混合物中，分离性质相似大分子的方法之一，依据的原理是物质的酸碱性、极性，也就是所带阴阳离子的不同。
由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的pH条件下，其带电状况也不同。
阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。
结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。
反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。
二、方法与步骤：1.实验试剂与仪器：可溶性蛋白质溶液、TB缓冲液、NaCl溶液、乙醇、去离子水，层析柱、移液器、尼龙纱布、离子交换剂......2.实验步骤（1）装柱：取出层析柱，用去离子水冲洗干净，连接好管子后固定柱子;用水冲洗层析柱3-5次，每次10ml去离子水;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，用去离子水冲洗填料5个柱体积;（2）柱的平衡与上样：用0.02M TB bufferA缓冲液(PH7.6)平衡Ni柱，直至流出液的pH为7.6;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：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;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;分别用含20mMNaCL、40mMNaCL、60mMNaCL、80mMNaCL、100mMNaCL 的TB bufferA 缓冲液(PH7.6)过柱，共洗约30ml，至流出液与含20mMNaCL、40mMNaCL、60mMNaCL、80mMNaCL、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）解离目的蛋白（洗脱）：分别用含100mMNaCL、200mMNaCL、500mMNaCL、1000mMNaCL的TB bufferA 缓冲液(PH7.6)过柱，共洗约30ml，至流出液与含100mMNaCL、200mMNaCL、500mMNaCL、1000mMNaCL的TB bufferA 缓冲液的OD值接近为止，流出液取20ul做SDS-PAGE检测;（5）柱的清洗与保存：用含1000mMNaCL的TB bufferA缓冲液(PH7.6)以冲洗层析柱，共冲洗30ml;用浓度为1.5M的NaCl溶液冲洗层析柱，共冲洗30ml;用过滤去离子水冲洗50ml;用20%乙醇冲洗30ml后于4℃20%乙醇中保存。
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。
生物分离工程-离子交换层析(色谱)-精选文档
灌注层析(Perfusion chromatography)
灌注层析(Perfusion chromatography)是美国PerSeptive Biosystems公司于1989年开发的层析分离技术，Perfusion chromatography是该公司的注册商标．灌注层析的关键是 其以POROS命名的固定相粒子的特殊结构；POROS的基 质是聚苯乙烯—二乙烯苯，含有两种大小不同的孔道。 大孔直径为0.6 ~ 0.8m，流体以对流形式通过，称为穿透 孔(throughpore); 小孔直径与一般介质一样，直径500 ~ o 1000 A， 流体以扩散的形式通过，称为扩散孔(diffusive pore)．如图所示，穿透孔之间以扩散孔相连，保证了
洗脱能力增强
1、影响疏水性吸附的因素
蛋白质的疏水性与其荷电性质相比复杂得多，不易 定量掌握。除疏水性吸附剂的性质(疏水性配基的结构和 修饰密度)外，流动相的组成以及操作温度对蛋白质疏水 性吸附的强弱均产生重要影响。
(1)离子强度及种类
蛋白质的疏水性吸附作用随离子强度提高而增大。离 子的种类亦影响蛋白质的疏水性吸附。疏水性吸附与盐 析沉淀一样，在高价阴离子的存在下作用力较高。因此 HIC分离过程中主要利用硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等盐溶 液为流动相，在略低于盐析点的盐浓度下进料，然后逐 渐降低流动相离子强度进行洗脱分离。
离子交换(IEC)的应用及特点
GFC — 主要用于产物的初步纯化和中后期脱盐 IEC — 是蛋白质、肽和核酸等生物产物的主要纯化 手段 IEC分离的特点：
（1）料液处理量大，具有浓缩作用，可在较高流速下操作； （2）应用范围广泛，优化操作条件可大幅度提高分离的 选择性，所需柱长较短； （3）产品回收率高； （4）商品化的离子交换剂种类多，选择余地大，价格也远低 于亲合吸附剂。
离子交换层析分离技术.ppt
２、“于是”后来虚化为连词，一般用在句子开 头，连接后一句与前一句，或后一段与前一段， 表示承接或因果关系，和现代汉语“于是”用法 相同。 ①居顷之，石建卒。于是上召广代建为郎中令。 （《李将军传》）
②于是秦王不怿，为一击缶。（《史记·廉颇蔺 相如列传》）
“于”在文言文中主要用作介词。它不能单独充当句子成 分，而是要与其它词或短语组成介宾结构，然后再和其它词 发生关系。
用“于”字构成的介宾结构，多数情况下，用在动词、 形容词之后作补语，有时也可以前置作状语。
“于”的作用有四个方面：
一、引进动作、行为发生的时间、地点
①子于是日哭，则不歌。（《论语·述而》） ②是干戚用于古，不用于今也。（《五蠹》） ③遂置姜氏于城颖。（《左传·隐公元年》） ④权起更衣，肃追于宇下。（《资治通鉴·赤壁之战》）
二、引进动作、行为所涉及的对象、方面 ①季康子问政于孔子。（《论语·颜渊》） ②于赵则有功矣，于魏则未为忠臣也。《史记·魏公子列传》 ③上古竞于道德，中世逐于智谋，当今争于气力。《五蠹》 ④青取之于蓝。（《荀子·劝学》 三、引进动作、行为的主动者 ①劳心者制人，劳力者制于人。（《孟子·滕文公上》） ②吾不能举全吴之地、十万之众，受制于人。《赤壁之战》
能力训练
之子于归,宜其室家。（《诗·周南·桃夭》） 毛先生以三寸之舌,强于百万之师。（《史记·平原君
虞卿列传》） 于其身也,则耻师焉,惑矣。（唐·韩愈《师说》） 青出于蓝而胜于蓝 。（《劝学》） 臣诚恐见欺于王而负赵。（《史记·廉颇蔺相如列传》） 子贡贤于仲尼。（《论语·述而》） 夫子固拙于用大也。（《庄子·逍遥游》）
3、连接状语和中心语，不译。 ①黔无驴，有好事者船载以入。
离子交换层析法
五、缓冲液的选择
缓冲液酸碱度的选择，决定于被分离物质的等电点、稳定 性、溶解度和交换剂离子的pK值。使用阴离子交换纤维时要选 用低于pK值的缓冲液，若欲分离的物质属于酸性，则缓冲液的 pH值要高于该物的等电点；用阳离子交换纤维时要选用高于 pK值的缓冲液，目的物属于碱性物质的话，缓冲液要低于该物 等电点的pH值。 缓冲液离子以不干扰分离物活性测定、不影响待测物溶解 度、不发生沉淀为原则，如使用UV吸收法测样品，那么 pyridine或barbital这类会吸收UV的物质就不适用。
三、树脂的选择
最常见的离子交换树脂材质是聚苯乙烯苯二乙烯（polystyrenedivinylbenzene）， 它是由苯乙烯（styrene）和苯二乙烯 （divinylbenzene）聚合产生的三维网状结 构，举例来说，Dow化学公司所生产的树脂 Dowex 50×8，表示含8%苯二乙烯。 具体的，根据交换树脂的性能，树脂可分 为阳离子与阴离子交换树脂：
1. 阳离子交换树脂 分为强酸型、中强酸型和弱酸型三类，强酸型树脂含有－R－ SO3H，中强酸型树脂含有－PO3H2、－PO2H2或－O－PO2H2， 弱酸型树脂含有－COOH或－OH。 阳离子交换树脂进行的反应 如下：
2. 阴离子交换树脂 分为强碱型、中强碱型和弱碱型三类，含有铵盐，四级铵盐 [ － N+(CH3)3] 为强碱型树脂，三级以下铵盐 [－N(CH3)2]、[ － NHCH3]、[ －NH2] 都属弱碱型树脂；同时具有强碱和弱碱型基 团的，为中强碱型的树脂。阴离子交换树脂进行的反应如下：
洗脱馏份的分析按一定体积（5-10ml/管）收集的洗脱液可 逐管进行测定，得到层析图谱。依实验目的的不同，可采用适 宜的检测方法（生物活性测定、免疫学测定等）确定图谱中目 的物的位置，并回收目的物。
离子交换层析
液。平衡缓冲液的离子强度和pH的选择首先要保证各个待分 离物质如蛋白质的稳定。其次是要使各个待分离物质与离子 交换剂有适当的结合，并尽量使待分离样品和杂质与离子交 换剂的结合有较大的差别。
一般是使待分离样品与离子交换剂有较稳定的结合。尽量使
杂质不与离子交换剂结合或结合不稳定。在一些情况下可以 使杂质与离子交换剂牢固地结合，而样品与离子交换剂结合 不稳定，也可以达到分离的目的。
离子交换层析的基本操作
（1） 层析柱
离子交换层析要根据分离的样品量选择合适的层析柱，
离子交换用的层析柱一般粗而短，不宜过长。直径和 柱长比一般为1:10到1:50之间，层析柱安装要垂直。装 柱时要均匀平整，不能有气泡。
装柱用于平衡离子交换柱的缓冲
■ 胶体的组成与外型：
Pharmacia (1991) Ion Exchange Chromatography – Principles and Methods p.24
Cellulose Sephcel Monobead
Pharmacia (1980) Separation News: 5
离子交换剂的选择、处理和保存
Buffer: 0.01 M Tris-HCl, pH 8.0
mg / mL gel
Adapted from Pharmacia (1991) Ion Exchange Chromatography – Principles and Methods p.64
影响交换容量的因素很多，主要可分为两个方面。
换剂上的样品组份洗脱下来。
柱效
通过柱子分离得到窄而对称的洗脱峰的能力（分辨率）
装柱的质量
树脂颗粒的大小
正确的洗脱条件
离子交换层析
离子交换层析离子交换层析，是一种常用的分离纯化技术，通过固定相上的离子交换剂与溶液中的离子发生置换反应，实现对目标离子的选择性分离。
它广泛应用于水处理、制药、生物技术、食品工业等领域，发挥着重要的作用。
在离子交换层析中，离子交换剂是关键的分离介质。
一般来说，离子交换剂是具有离子可交换功能的均质材料。
根据介质的性质，离子交换剂可以分为阳离子交换剂和阴离子交换剂，用于分离以阳离子或阴离子形式存在的目标物质。
离子交换剂的选择应考虑到分离的目标离子的性质和阳离子或阴离子交换剂的特性。
离子交换层析的工作原理是离子在固定相和液相之间的交换作用。
通过溶液中的离子与固定相上的离子交换剂发生反应，固定相上的离子交换剂也可释放出根离子或酸离子以与液相中的离子发生反应。
在离子交换的过程中，目标离子与固定相上的离子交换剂发生选择性的吸附与解吸，实现了目标离子的分离纯化。
离子交换层析的工艺流程通常包括前处理、进料、洗脱和再生等步骤。
前处理是为了使进料溶液与离子交换剂更好地接触，可以采用调整pH值、滤除杂质等方法。
进料环节是将目标离子溶液与离子交换剂接触，使离子发生交换反应。
洗脱是将目标离子被吸附在固定相上的离子交换剂从固定相上解吸出来，采用调整pH值、改变浓度等方法。
再生是将已经吸附的离子交换剂通过一定的操作条件重新得到可再使用的形式。
离子交换层析具有许多优点。
首先，层析介质的选择性强，可以实现高效的纯化分离。
其次，离子交换层析可以在常温下进行，避免了高温条件下目标物质的失活。
再次，操作简单，易于控制，适合大规模工业生产。
此外，离子交换层析还可以实现连续操作，提高生产效率。
总结起来，离子交换层析是一种重要的分离纯化技术，广泛应用于水处理、制药、生物技术、食品工业等领域。
通过选择合适的离子交换剂和优化工艺条件，可以实现对目标离子的高效分离纯化，为各个领域的生产提供了有力的支持。
离子交换层析法分离血清蛋白
>单PI纯A >pPHIB梯度洗脱 =P• I溶A液>pPHI值B对蛋白质带电量的影响
操作一
➢膨润 ➢转型
DEAE-纤维素 8g 0.5M HCl 50 ml 混匀后静置30分钟 充分洗涤至 PH≥4
0.5M NaOH 50 ml 混匀后静置30分钟 充分洗涤至 PH≤8
DEAE（二乙基氨基乙基）
+ + + + H
H H H 在H+的攻击下产生SP2杂 化，从而形成带有正电荷
的基团
H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+ H+
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
-
OH
起始洗脱液，排气、查漏
上口倒入纤维素
已平衡好的纤维素
纤维素沉降完全
纤维素1/2~2/3高度 保留弯月形液体界面
流出管口封闭
操作三 加入样品
加入血清 0.5 ml
待样品完全进入
加入起始洗脱液
洗脱液高约1厘米
层析柱上口旋紧 流出管口封闭
加样前
加样后 样品流入 凝胶
离子交换层析分离技术
取一定量旳离子互换介质，去离子水溶胀，漂洗洁净用 1mol／L旳NaOH处理，去离子水洗至中性，1mol／L旳 HCl处理，去离子水洗至中性。然后用1mol／L旳NaCl洗脱， 搜集洗脱液，再经过已标定旳NaOH滴定洗脱液中旳氢离子 浓度，计算出吸附氢离子旳毫摩尔数量，除以离子互换介质 旳质量，即可得到互换容量。
K+
2.5
Mn2+
2.35
Mg2+
2.5
Fe2+
2.55
阴离子树脂
反离子 相对选择系数
OH-
1.0
柠檬酸 220
乙酸 3.2
Cl-
22
HCO- 6.0
HPO- 5.5
苯
500
三、离子互换柱层析原理示意图
动画按钮
第二节 离子互换剂旳分类及性质
一、离子互换剂分类 二、离子互换剂性质
一、离子互换剂分类
计算公式如下：
交换容量（mmol
/
g）
测得的[H （] mmol） 离子交换介质的质量（g）
强碱型阴离子互换介质 互换容量旳测定措施
取一定量旳离子互换介质，去离子水溶胀，漂洗
洁净，用1mol／L旳HCl处理，去离子水洗至中性， 1mol／L旳NaOH处理，去离子水洗至中性。然后 用1mol／L旳NaCl洗脱，搜集洗脱液，再经过已 标定旳HCl滴定洗脱液中旳氢氧根离子浓度，计算 出吸附氢氧根离子旳毫摩尔数量，除以离子互换介 质旳质量即可得到互换容量。计算公式如下：
离子互换剂旳选择图
2、强、弱离子互换剂旳选择
3、不同离子型互换剂旳选择
选用何种类型离子互换剂? ----取决于离子互换剂对诸反离子旳结合 力。为了提升互换容量，一般应选择结 合力较小旳反离子。据此，强阳性和强 阴性离于互换剂应分别选择H型和OH型； 弱酸性和弱碱性离子互换剂应分别选择 Na型和Cl型。
离子交换层析法课件
动力学分离过程
动力学分离过程是指离子交换层析在 未达到平衡状态时，利用离子的动力 学差异进行分离的过程。与平衡分离 过程相比，动力学分离过程所需时间 较短，通常在数分钟至数小时内完成 。
原理
离子交换层析法的原理基于不同生物 分子所带电荷的差异，通过与离子交 换剂上的可交换离子进行交换，实现 生物分子的分离和纯化。
发展历程与现状
发展历程
离子交换层析法自20世纪50年代问世以来，经历了不断改进和完善的过程，目前已成为生物分子分离纯化的重要 手段之一。
现状
随着蛋白质组学、基因组学等生物技术的快速发展，离子交换层析法在生物样品制备、蛋白质纯化等领域的应用 越来越广泛，成为生物医药、生物工程等领域不可或缺的技术手段。
离子交换层析法课件
目录
• 离子交换层析法概述 • 离子交换剂 • 离子交换层析分离过程 • 离子交换层析法的应用 • 离子交换层析法的优缺点 • 实验操作与注意事项
01
离子交换层析法概述
定义与原理
定义
离子交换层析法是一种利用离子交换 剂作为固定相，通过离子交换和吸附 分离蛋白质、多肽等生物分子的分离 纯化技术。
02
固定床分离过程的特点是操作简便、分离效果好。由于离 子交换剂固定在分离柱中，可以避免离子交换剂流失和污 染。同时，由于离子交换剂的利用率较高，因此该方法在 处理大规模样品时具有较高的实用价值。
03
在固定床分离过程中，影响分离效果的因素主要包括固定 相的粒径和孔径、流动相的流速和组成等。通过调整这些 参数，可以优化分离效果。
离子交换层析法可用于水中重金属离子的检 测，为环境监测提供有力手段。
层析分离技术—离子交换层析法分离氨基酸(生物分离技术课件)
柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。
一.离子交换层析的分离原理
加样： 层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应 落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析 、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离 心法除去。为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。 柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1%-5%。
一.离子交换层析的分离原理
已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结 合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全，往往需要 逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与 离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化 大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。最好 的洗脱方法是连续梯度洗脱，洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上，第一 个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液，两 容器连通，第一个容器与柱相连，当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶 液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的 洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算：
一.离子交换层析的分离原理
一.离子交换层析的分离原理
对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好 的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀 酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱 ”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸” 处理，使最终转为-H-型交换剂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
[RB][ A ] [RA][B ]
称为选择系数，此外平衡的 移动遵循质量作用定律 若KBA值＞1，即[RB]＞[RA]，
[A ]
[
B
]时，K
B A
[RB] [RA]
若KBA值＝1，即[RB]＝[RA], 若KBA值＜1，即[RB]＜[RA]，
2、选择性与离子的电荷及 水合离子半径的关系
阳离子树脂
反离子 相对选择系数
H+
1.0
Na+
1.5
NH4+
1.95
K+
2.5
Mn2+
2.35
Mg2+
2.5
Fe2+
2.55
阴离子树脂
反离子 相对选择系数
OH-
1.0
柠檬酸 220
乙酸 3.2
Cl-
22
HCO- 6.0
HPO- 5.5
苯
500
三、离子交换柱层析原理示意图
动画按钮
第二节 离子交换剂的分类及性质
交换容量（
mmol
/
g）
测得的蛋白质质量（ mg） 离子交换介质的质量（ g）或体积（
ml）
第三节 离子交换剂与缓冲液的选择 一、离子交换剂的选择 二、缓冲液的选择
一、离子交换剂的选择
必须考虑的影响因素 1．阴、阳离子交换剂的选择 2．强、弱离子交换剂的选择 3．不同离子型交换剂的选择 4．不同基质离子交换剂的选择
一、离子交换剂的组成结构及其特性
基质 子
电荷基团 反离 商品名
纤维素 —O—CH2——COO- ·Na+ CM-纤维素
N 纤维素-O-（CH2）2- +H（C2H5）2 ·Cl- DEAE-纤维素
聚苯乙烯—————SO3-· Na+ 732阳离子树 脂
聚苯乙烯——N+（CH2）
4 ·Cl-
717阴离子树 脂
梯度混合器及形成的梯度变化 离子强度梯度洗脱 pH值梯度洗脱
产生梯度溶液的三种装置及形成的梯度变 化
C = CB -（CB - CA）（1 - V2/V1）B1/A1
CA 、CB ＝梯度混合器A瓶、 B瓶的浓度； A1 、B1 ＝A瓶、B瓶的横切面积； V2＝流经层析柱的体积，V1＝梯度洗脱液的总体积。
一、离子交换剂的处理和转型
目的：使离子交换剂带上所希望的离子或基团
一般程序：水泡，悬浮，酸或碱浸泡，洗涤至中性 疏水性离子交换剂
用2-4倍的2mol/L NaOH或2mol/L HCl溶液处理 亲水性离子交换剂
用0.5mol/LNa0H或0.5mol/LHCl溶液处理； 转型与再生：由一种反离子转到另一种反离子的过程。
4．不同基质离子交换剂的选择
基质的理化性质 目标物质的理化性质 溶液的组成及杂质含量
二、缓冲液的选择
1、缓冲液pH的选择 2、缓冲液离子组成的选择 3、缓冲液离子强度的选择
1、缓冲液pH的选择
①要求： 起始缓冲液能使样品中有效成分与离子
交换剂结合，洗脱液能使有效成分从离子交 换剂上解离下来。
第 九 章 离子交换层析法
仪器设备简介
离子交换全套装置
第 九 章 离子交换层析
第一节 离子交换层析基本原理 第二节 离子交换剂的分类与性质 第三节 离子交换剂与缓冲液的选择 第四节 离子交换拄层析操作方法 第五节 离子交换拄层析应用
第一节 离子交换层析基本原理
一、离子交换剂的组成结构及其的特性 二、离子交换剂的选择性 三、离子交换柱层析原理示意图
必须考虑的因素
①要求 高度的不溶性和疏松的多孔结构或巨大的表面 积，较多的交换基团和稳定的物理化学性质
② 影响因素 对样品生物活性和可溶性的影响 pH对交换基团、分离物电荷及电性强弱的影响 分子大小及共存物质的影响
1．阴、阳离子交换剂的选择
参照电泳结果 测定pI 确定稳定pH范围
碱性分子在偏酸性环境中稳定：细胞色素c 酸性分子在偏碱性环境中稳定：核酸、HCG
阴 R-N+（CH3）3 OH- + Cl-== R-N+（CH3）3 ·Cl- + OH-
离
子 R-N+（CH3）2 OH- + H2O == R-N+（CH3）2 H·OH交
换 剂
R-N+（CH3）2 H·OH- + Cl-=R-N+（CH3）2 H·Cl+ OH-
2．亲水性离子交换剂
磷酸纤维素 CM-纤维素 DEAE-纤维素 CM-交联葡聚糖 DEAE-交联葡聚糖 CM-Sepharose CL-6B
一、离子交换剂分类 二、离子交换剂性质
一、离子交换剂分类
1．疏水性
(1)阳离子交换剂 (2)阴离子交换剂
2．亲水性
（1）纤维素离子交换剂 （2）交联葡聚糖离子交换剂 （3）琼脂糖离子交换剂
1．疏水性离子交换剂
阳 离 子 R-SO-3H + Na+ === R-SO3Na + H+ 交 换 R-PO（OH）2 + Na+ === R-POOHONa + H+ 剂
影响交换容量的因素：
筛孔、离子强度、pH值 。
强酸型阳离子交换介质 交换容量的测定法
取一定量的离子交换介质，去离子水溶胀，漂洗干净用 1mol／L的NaOH处理，去离子水洗至中性，1mol／L的HCl处 理，去离子水洗至中性。然后用1mol／L的NaCl洗脱，收集 洗脱液，再通过已标定的NaOH滴定洗脱液中的氢离子浓度， 计算出吸附氢离子的毫摩尔数量，除以离子交换介质的质量， 即可得到交换容量。
离子交换剂与各种水合离子的结合力 是与离子的电荷量成正比，而与水合离子 半径的平方成反比。
一价离子：Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+ 二价离子：Mg2+＜Ca2+＜Sr2+＜Ba2+ 一价阴离子：F-＜Cl-＜Br-＜I不同价阳离子：Na+＜Ca2+＜Al3+＜Ti4+
磺酸基树脂和季胺基树脂 对各种离子的相对选择系数
聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂的制备
离子交换树脂的形状结构示意图
二、离子交换剂的选择性
1、平衡常数 2、选择性与离子的电荷及
水合离子半径的关系 3、离子浓度对选择性的影响 4、两性物质的选择性
1、平衡常数
RA + B+
RB + A+
K
A B
值反映离子交换剂对
不同离子的结合力或选择性，
K
B A
计算公式如下：
交换容量（
mmol
/
g）
测得的[H （] mmol ） 离子交换介质的质量（ g）
强碱型阴离子交换介质 交换容量的测定方法
取一定量的离子交换介质，去离子水溶胀，漂
洗干净，用1mol／L的HCl处理，去离子水洗至中性， 1mol／L的NaOH处理，去离子水洗至中性。然后用 1mol／L的NaCl洗脱，收集洗脱液，再通过已标定 的HCl滴定洗脱液中的氢氧根离子浓度，计算出吸 附氢氧根离子的毫摩尔数量，除以离子交换介质的 质量即可得到交换容量。计算公式如下：
如：Tris ④缓冲液离子不影响被分离物的活性、测定、
溶解度。
3、缓冲液离子强度的选择
①起始缓冲液能使样品中有效成分与离子交换 剂结合，一般小于0.1mol/L。
②洗脱液能使有效成分从离子交换剂上解离下 来，一般0.15mol/L（或采用pH洗脱）。
第四节 离子交换拄层析操作方式
一、离子交换剂的处理、转型和再生 二、分离物质的交换 三、物质的洗脱与收集
离子交换剂的选择图
2、强、弱离子交换剂的选择
3、不同离子型交换剂的选择
选用何种类型离子交换剂? ----取决于离子交换剂对诸反离子的结合 力。为了提高交换容量，一般应选择结 合力较小的反离子。据此，强阳性和强 阴性离于交换剂应分别选择H型和OH型； 弱酸性和弱碱性离子交换剂应分别选择 Na型和Cl型。
二、离子交换剂性质
颜色与形状 交联度 吸水量或膨胀度 交换容量 稳定性 比重
交换容量
交换容量:
是指离子交换剂与溶液中离子或离子化合物进行交换的能力。
(mg／g或mmol／g、mg／ml或mmol／ml )
交换容量的测定：
强酸型与强碱型测定其解离盐的能力； 弱酸型与弱碱型测定其中和酸碱的能力。
欲使阳离子交换剂转成钠型时，则需用NaOH处理； 欲使其转成氢型时，则需用HCl处理；欲使其带铵离子时， 则需用NH4OH或NH4C1处理。
二、分离物质的交换
分批法 柱层析法 实际交换量只能按理论
交换量的25％-50％计 算。
分批法
柱柱层层析析系系统统的的组连装接
三、物质的洗脱与收集
②PH值与目标物pI的关系（pH=pI±1） ③选择性吸附 ④选用弱阳离子交换剂时，pH高于其pK；
选用弱阴离子交换剂时，pH低于其pK；
2、缓冲液离子组成的选择
①缓冲液离子的pK值要接近所用的pH， ②采用阳离子交换剂应选用阴离子缓冲液，
如：磷酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐 ③采用阴离子交换剂应选用阳离子缓冲液，
线性和阶梯式梯度溶液分离牛血清 白蛋白的图谱
第五节 离子交换拄层析应用
一、去离子水的制备 二、制备、纯化生命物质 二、测定蛋白质的等电点
交换容量（
mmol
/
g）
测得的[OH （] mmol） 离子交换介质的质量（ g）
凝胶或纤维类弱碱型阴离子或弱酸性阳离子交换介 质换容量的测定方法