离子交换 色谱2016

当所用的交换剂与待分离物质各组分之间亲和力差不多而需 要交换剂体积较大时，以增加柱长为宜，使待分离组分被洗 脱后再结合于交换剂上的概率增加。柱的直径与高度比以 1:20左右为宜。 如采用离子强度较大的洗脱液梯度洗脱时，以选用粗而短的
柱子为宜，因为当柱上洗脱液的离子强度高到足以完全取代
被吸附离子时，这些被置换的离子则以同洗脱液等速率向下 移动，如果柱细长，就增加了脱附离子扩散的机会。
吸附和洗脱都比较温和，生物活性不易破坏而常被选用。
（4）交换容量：通常选用离子交换剂与溶液中离子或离子化合物 进行交换能力较大的介质。
（5）交换速度：一般选用交换速度快的介质。
2、缓冲液的选择
（1）对于两性蛋白质
来说，缓冲液的pH决 定蛋白质在该缓冲体
蛋 白 质 净 电 荷
+
等电点 吸附阴离子交换剂 pH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
系下所带的电荷，
以一个PI为5的蛋白为 例：
吸附阳离子交换剂
-
图2 蛋白质静电荷与pH的关系
pH < pI（+） pH = pI（0） pH > pI（-）
（2）在离子交换剂的交换容量固定的情况下，起始缓冲液的浓度 应尽可能的低（一般低于0.02 mol/L）。
（3）缓冲液离子不影响被分离蛋白或干扰其活性，同时不应影响
目标蛋白的溶解度。
四、离子交换色谱的基本操作
图3 IEC装置示意图
（一）交换剂的预处理、再生
（1）用水浸透使干树脂吸水溶胀，再用酸、碱处理除去 水中的不溶性杂质。 （2）再生是指将用过的离子交换剂恢复原状的方法。
（二）交换剂装柱
（1）离子交换色谱柱的选用-（2）装柱 垂直装柱，严防气泡和断层。
2、平衡常数
离子交换反应和其他化学反应一样，完全服从质量作用定律，且 离子交换剂与溶液中的离子或离子化合物所进行的离子交换反应 是可逆的。 阳离子交换剂RA，在溶液中解离出阳离子A+与溶液中的阳离子B+ 发生可逆交换反应： RA+B+ ⇋RB+A+ 离子交换剂对溶液中不同离子具有不同的结合力，离子交换剂的 选择性可用平衡常数K表示：
离子交换色谱
Ion exchange chromatography,IEC
Reporter:XYZX 2016.07.18
内
容
一、离子交换色谱的基本原理
二、离子交换剂的基本性质 三、离子交换介质的选择原则 四、离子交换色谱的基本操作
一、基本原理
1、基本原理
离子交换色谱是以离子交换剂为固定相，以含特定离子的溶液为流 动相，利用离子交换剂上的可交换离子与溶液中离子发生交换作用， 由于不同的离子交换能力不一样，待分离的各种离子在色谱柱中随 流动相的移动速度也不一样，而将混合物中不同离子进行分离的技 术。
三、离子交换介质的选择原则
1、离子交换剂的选择
（1）如果被分离物质带正电荷，则选用阳离子交换剂；如果带负
电荷，应选用阴离子交换剂。 （2）强型离子交换剂适用的pH范围很广，用来分离一些在极端pH
中解离且较稳定的物质；弱型则适宜用来分离生物大分子，活性不
易丧失。 （3）在分离生物大分子物质时，由于亲水性基质对被分离物质的
Thank you ！
[ RB][ A] K [ RA][B ]
1
2
3
4ຫໍສະໝຸດ Baidu
5
反离子
样品溶液
梯度溶液
图1 IEC原理示意图 1-平衡阶段：离子交换剂与反离子结合 2-吸附阶段：样品与反离子进行交换 3,4-梯度缓冲液洗脱，先洗下弱吸附物质，再洗下强吸附物质 5-再生阶段：原始平衡缓冲液进行充分洗脱，即可重复使用
二、离子交换剂的基本性质
2、亲水性离子交换剂
基质为与水亲和力较大的天然或人工的化合物
（1）纤维素离子交换剂 以微晶纤维素为基质，再引入电荷基团构成，最为广泛使用的是 二乙氨基乙基（DEAE-）纤维素和羧甲基（CM-）纤维素。 （2）交联葡聚糖离子交换剂 以交联葡聚糖G-25和G-50为基质，通过化学方法引入电荷而制成 的。 （3）琼脂糖离子交换剂 以交联琼脂糖CL-6B为基质，引入电荷基团而构成。
（三）样品上柱、洗脱和收集
（1）上柱 （2）洗脱 IEC中的洗脱是至关重要的一步，从交换剂上把被吸附的物质洗脱 下来，有两种方法：一种是增加离子强度，置换出被吸附的离子； 另一种是改变pH，使被吸附的离子解离度降低，从而减弱其对交 换剂的亲和力而被脱附。 （3）收集
用部分收集器分部收集，收集体积一般为柱体积的1%~2%。
1、离子交换剂应具备高度的不溶性，保证在各种溶剂中不会发
生溶解；
2、具备稳定的理化性质，不能因物理化学变化而发生分解； 3、具有较大的表面积或疏松的孔状结构，确保交换离子自由地
发生扩散和交换。
离子交换剂
1、疏水性离子交换剂
与水亲和力较小的人工合成树脂 （1）阳离子交换剂 阳离子交换树脂具有酸性基团，电荷基团带负电，反离子带正电， 可与溶液中的阳离子或带正电荷的化合物进行交换反应。 （2）阴离子交换剂 阴离子交换树脂是在基质骨架上引入伯胺[-NH2]、仲胺[-NHCH3]、 叔胺[-N(CH3)2]和季胺[-N+(CH3)3]基团后构成的。