離子交換色譜-課件

第四節(jié)離子交換色譜LujiangYuanSchoolofPharmaceuticalScienceSouthwestUniversity第四節(jié)離子交換色譜LujiangYuan1離子交換色譜的發(fā)展1903年，泡沸石（天然硅鋁酸鹽Na2A12Si4O12·nH2O)來(lái)軟化硬水。

Na2Z+Ca2+＝CaZ+2Na+1933年，合成了酚醛類(lèi)型的陰陽(yáng)離子樹(shù)脂。1945年，美國(guó)人，D.Alelio,聚苯乙烯型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂，聚丙稀酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的合成。此外，纖維素和多糖上引入交換基形成的離子交換劑。離子交換色譜的發(fā)展1903年，泡沸石（天然硅鋁酸鹽2離子交換層析離子交換層析的基本原理離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子交換層析的基本操作離子交換介質(zhì)的選擇原則離子交換層析離子交換層析的基本原理離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子3離子交換層析的基本原理

離子交換層析是以離子交換劑為固定相，以含特定離子的溶液為流動(dòng)相，利用離子交換劑上的可交換離子與溶液中離子發(fā)生交換作用，由于不同的離子交換能力不一樣，待分離的各種離子在樹(shù)脂柱中隨流動(dòng)相的移動(dòng)速度也不一樣，而將混合物中不同離子進(jìn)行分離的技術(shù)。離子交換層析的基本原理離子交換層析是以離子交4離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子交換劑亦稱(chēng)離子交換介質(zhì)，通常是一種不溶性高分子化合物如樹(shù)脂，纖維素，葡聚糖，醇脂糖等；含可交換離子洗脫的可能性取決于交換反應(yīng)平衡常數(shù)吸附的蛋白質(zhì)可以通過(guò)改變pH值，使蛋白質(zhì)分子電性發(fā)生改變，而洗脫下來(lái)。不同蛋白質(zhì)形成離子鍵數(shù)目有差異的，及親和力不同。離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子交換劑亦稱(chēng)離子交換介質(zhì)，通常是一種5離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)離子交換樹(shù)脂是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有機(jī)高分子聚合物。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架部分一段很穩(wěn)定，不溶于酸、堿和一般溶劑。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上有許多可被交換的活性基團(tuán)。根據(jù)活性基團(tuán)的不同、離子交換樹(shù)脂可分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂兩大類(lèi)。合成：高分子化學(xué)加聚反應(yīng)，先合成骨架，然后在骨架上添加功能基團(tuán)。如合成過(guò)程中加入致孔劑，可得大孔離子交換樹(shù)脂，否為凝膠型。離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)離子交換樹(shù)脂是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有6在高分子離子交換樹(shù)脂中，常用的為交聯(lián)的聚苯乙烯骨架上連接不同得功能團(tuán)（可交換基團(tuán)）：離子交換劑的分類(lèi)陽(yáng)離子交換劑：強(qiáng)酸型和弱酸型

可電離的基團(tuán) 磺酸基（-SO3H）磷酸基（-PO3H2）羧酸基（-COOH）酚羥基（-OH）陰離子交換劑：強(qiáng)堿型和弱堿型可電離的基團(tuán) 伯胺基（-NH2）仲胺基（-NHCH3

）叔胺基（-N(CH3)2）季胺基（-N+(CH3)3

）在高分子離子交換樹(shù)脂中，常用的為交聯(lián)的聚苯乙烯骨架上連接不同7一、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂1強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂

陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有酸性基團(tuán)，如應(yīng)用最廣泛的強(qiáng)酸性磺酸型聚苯乙烯樹(shù)脂，它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，經(jīng)濃硫酸磺化而制得的聚合物。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，5－10年，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑和還原劑,不溶于酸、堿及常見(jiàn)的有機(jī)溶劑。耐熱超過(guò)100°C。一、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂82弱酸型子交換樹(shù)脂甲基丙烯酸和二乙烯苯基聚合，功能基羧基(-COOH)。2弱酸型子交換樹(shù)脂甲基丙烯酸和二乙烯苯基聚合，功能基羧基(9

根據(jù)活性基團(tuán)離解出H+能力的大小不同，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分為強(qiáng)酸性和弱酸性?xún)煞N。例如含-SO3的為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，常用R-SO3H表示(R表示樹(shù)脂的骨架)，含-COOH和-OH的弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，分別用R-COOH和R-OH表示。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂應(yīng)用較廣泛，弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的H+不易電離，所以在酸性溶液中不能應(yīng)用，但它的選擇性較高而且易于洗脫。根據(jù)活性基團(tuán)離解出H+能力的大小不同，陽(yáng)10二、陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有同樣的有機(jī)骨架，只是所聯(lián)的活性基團(tuán)為堿性基團(tuán)。季胺(-N(CH3)3)H+不易電離，強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂；伯胺基(-NH2)、仲胺基(-NHCH3)和叔胺基(-N(CH3)2)的樹(shù)脂為弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。水化:R-NH3OH、R-NH2CH3OH、R-NH(CH3)2OH和R-N(CH3)3OH,OH-可被陰離子交換和洗脫。,

陰離子交換樹(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱性能都不如陽(yáng)離子交換樹(shù)脂穩(wěn)定。二、陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有同樣的有機(jī)骨架，只是所11交聯(lián)度樹(shù)脂中所合交聯(lián)劑的百分率稱(chēng)為重量交聯(lián)度。例如強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂:苯乙烯聚合而成為長(zhǎng)的鏈狀分子,二乙烯苯把各鏈狀分子聯(lián)成立體型的網(wǎng)狀體。如果二乙烯苯在原料總量中占10%。則稱(chēng)該樹(shù)脂的交聯(lián)度為10％。交聯(lián)度樹(shù)脂中所合交聯(lián)劑的百分率稱(chēng)為重量交聯(lián)度。12交聯(lián)度

樹(shù)脂的交聯(lián)度越大，則網(wǎng)眼越小，交換時(shí)體積大的離子進(jìn)入樹(shù)脂便受到限制。但提高了交換的選擇性：另外，交聯(lián)度大時(shí)，形成的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)緊密，機(jī)械強(qiáng)度高。但是如果交聯(lián)度過(guò)大則對(duì)水的膨脹性能差(一般要求1克干樹(shù)脂在水中能膨脹至1.5-2cm3為宜)，交換反應(yīng)的速度慢，因此要求樹(shù)脂的交聯(lián)度一般為4-14％。交聯(lián)度樹(shù)脂的交聯(lián)度越大，則網(wǎng)眼越小，交換時(shí)體積大的離子13交換容量每克干樹(shù)脂所含活性基團(tuán)的物質(zhì)的量，而實(shí)際交換容量是指在實(shí)驗(yàn)條件下，每克干樹(shù)脂能交換離子的物質(zhì)的量。稱(chēng)取干樹(shù)脂1克，置于250mL錐形瓶中、準(zhǔn)確加入0.1mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液100mL,振蕩后放置過(guò)夜，用移濃管吸取上層清液25mL，加酚酞指示劑1滴，用0.1mol/L標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定至紅色消失，設(shè)用去標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液14mL，樹(shù)脂的交換容量可以計(jì)算為5.6mmol/g。交換容量每克干樹(shù)脂所含活性基團(tuán)的物質(zhì)的量，而實(shí)際交換容量是指14離子交換親和力

離子交換反應(yīng)和其他化學(xué)反應(yīng)一樣，完全服從質(zhì)量作用定律。樹(shù)脂對(duì)離子親合力的大小用平衡常數(shù)來(lái)代表，它與離子的水合離子半徑大小和帶電荷的多少有關(guān)。離子交換親和力離子交換反應(yīng)和其他化學(xué)反應(yīng)一樣，完全服從15強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子交換作用的pH范圍寬弱離子交換劑的電離率受pH影響很大，離子交換作用的pH范圍小弱酸性陽(yáng)離子交換劑在pH值降低時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱弱堿性陰離子交換劑在pH值升高時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子交換作用的pH范16常用的離子交換劑離子交換樹(shù)脂：離子交換纖維素：離子交換纖維素是攜帶功能基團(tuán)纖維素衍生物，具有松散的親水性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及較大的表面積，大分子可以自由通過(guò)，因而對(duì)生物大分子（如蛋白質(zhì)）的交換容量比離子交換樹(shù)脂大。陽(yáng)離子型離子交換纖維素包括羥甲基纖維素（CM纖維素）等陰離子型離子交換纖維素包括二乙基氨基乙基纖維素（DEAE纖維素）常用的離子交換劑離子交換樹(shù)脂：17離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素18常用的離子交換劑離子交換葡聚糖：

離子交換葡聚糖是葡聚糖經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)后形成的具有多孔三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和離子交換功能基團(tuán)的多糖衍生物（SephadexG）Sephadex的優(yōu)點(diǎn)如下：

親水性強(qiáng)、不會(huì)引起生物分子的變性和失活，母鏈對(duì)蛋白質(zhì)、核酸及其它生物分子的非特異性吸附能力小

電離基團(tuán)在母體上取代程度高，交換容量大，裝柱方便，流速快既有離子交換作用，又有分子篩效應(yīng)

因而Sephadex是一類(lèi)廣泛應(yīng)用的色譜分離介質(zhì)在pH＝7時(shí)可耐120℃的高熱2×105的蛋白質(zhì)適用于常用的離子交換劑離子交換葡聚糖：離子交換葡聚糖是葡聚19常用的離子交換劑

常用的離子交換葡聚糖包括：

陽(yáng)離子交換劑

CM-SephadexC-25，CM-SephadexC-50

SephadexC-25，SephadexC-50陰離子交換劑 DEAE-SephadexA-25，DEAE-SephadexA-50

QAE-SephadexA-25，QAE-SephadexA-50

常用的離子交換劑常用的離子交換葡聚糖包括：陽(yáng)離子交20常用的離子交換劑離子交換瓊脂糖：

離子交換瓊脂糖是攜帶DEAE或CM基團(tuán)的SepharoseCL-6B

DEAE-Sepharose（陰離子型）和CM-Sepharose（陽(yáng)離子型）的離子交換介質(zhì)具有硬度大、性質(zhì)穩(wěn)定，流速好，分離能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。尤其是介質(zhì)受pH和離子強(qiáng)度的影響所引起的膨脹和收縮效應(yīng)較小，因此具有穩(wěn)定的外形體積對(duì)pH及溫度的變化均較穩(wěn)定，可在pH3～10和0～70℃范圍內(nèi)使用，改變離子強(qiáng)度或pH時(shí)，床體積變化不大。常用的離子交換劑離子交換瓊脂糖：離子交換瓊脂糖是攜帶21二、離子交換樹(shù)脂的選擇一般原則：酸性物質(zhì)用陰離子交換劑分離堿性物質(zhì)用陽(yáng)離子交換劑分離◆反離子

:強(qiáng)酸、堿性用H+，OH-,弱用Na+Cl-氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)等兩性電解質(zhì)，可根據(jù)其pI值及離子化曲線(xiàn)來(lái)選擇?；钚苑肿樱河H水性基質(zhì)的交換樹(shù)脂具體：種類(lèi)，離子形式、交換量、顏色、交聯(lián)度、理化性質(zhì)等。被分離物質(zhì)所帶的電荷性質(zhì)二、離子交換樹(shù)脂的選擇一般原則：被分離物質(zhì)所帶的電荷性質(zhì)22離子交換介質(zhì)的選擇原則12346789105pH+-蛋白質(zhì)凈電荷等電點(diǎn)吸附陰離子交換劑吸附陽(yáng)離子交換劑pH<pI（+）pH=pI（0）pH>pI（-）對(duì)pI=5的某酸性蛋白質(zhì)在pH5.5-9.0的范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)為陰離子時(shí)，應(yīng)首選DEAE纖維素；在pH3.5-4.5的范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)為陽(yáng)離子時(shí)，應(yīng)首選CM纖維素離子交換介質(zhì)的選擇原則12346789105pH+-蛋等電點(diǎn)231種類(lèi)選定中性鹽體系：陰陽(yáng)離子的脫除用強(qiáng)酸強(qiáng)堿樹(shù)脂微量雜質(zhì)的脫除也要強(qiáng)型樹(shù)脂強(qiáng)堿樹(shù)脂分有I和II型：I型堿型強(qiáng)于III型：易與硅酸等弱酸作用，再生差；

II型：不與比乙酸更弱的酸作用；

1種類(lèi)選定中性鹽體系：24交換能力強(qiáng)的離子：用弱堿性或弱酸性離子交換樹(shù)脂；如一般有機(jī)堿交換能力都強(qiáng)，多價(jià)金屬離子、生物堿、鏈霉素等都用弱酸性離子交換樹(shù)脂，既容易吸附又容易洗脫。交換能力強(qiáng)的離子：用弱堿性或弱酸性離子交換樹(shù)脂；25中性或堿性體系中：多價(jià)金屬離子與弱酸陽(yáng)離子交換強(qiáng)，易洗脫，與強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換弱；弱酸通常不用弱堿樹(shù)脂，但用強(qiáng)堿樹(shù)脂；

弱堿體系中：陽(yáng)離子交換用弱酸陽(yáng)離子樹(shù)脂；

弱酸體系中：弱酸中的陰離子用弱堿陰離子樹(shù)脂；中性或堿性體系中：多價(jià)金屬離子與弱酸陽(yáng)離子交換強(qiáng)，易洗脫，與262樹(shù)脂形式的選擇中性鹽溶液，交換后生成鹽：鹽型弱酸弱堿樹(shù)脂；當(dāng)量相當(dāng)?shù)挠坞x、酸堿混合；酸、堿條件下的離子：游離堿或酸樹(shù)脂；鹽中除酸、堿：弱型樹(shù)脂（強(qiáng)型會(huì)交換鹽）；2樹(shù)脂形式的選擇中性鹽溶液，交換后生成鹽：273、顆粒、交聯(lián)度和穩(wěn)定性A顏色：淺色便于看色帶，使用后色深、雜質(zhì)多色變深。B顆粒：20－80目，200－400目。C交聯(lián)度：聚苯乙烯樹(shù)脂交聯(lián)度1－20％，常用8％，交聯(lián)度高，選擇性好，交換速度小?？锥扰c交聯(lián)度關(guān)系密切。D密度：0.4-0.8g/mlE穩(wěn)定性：一般而言，聚苯乙烯樹(shù)脂穩(wěn)定陽(yáng)比陰穩(wěn)定鹽比酸堿穩(wěn)定3、顆粒、交聯(lián)度和穩(wěn)定性A顏色：淺色便于看色帶，使用后色深28離子交換劑的分類(lèi)強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子交換作用的pH范圍寬弱離子交換劑的電離率受pH影響很大，離子交換作用的pH范圍小弱酸性陽(yáng)離子交換劑在pH值降低時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱弱堿性陰離子交換劑在pH值升高時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱離子交換劑的分類(lèi)強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子29三、離子交換柱的操作以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離K+和Na+為例交換R-H++K+=R-K++H+R-H++Na+=R-Na++H+洗脫R-K++

H+=R-H++K+R-Na++H+=R-H++Na+

三、離子交換柱的操作以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離K+和Na+為301樹(shù)脂的處理A過(guò)篩分：得均一顆粒，也可溶脹后篩分；商品樹(shù)脂20－80目，可將其干燥、粉碎、過(guò)篩或沉降、浮選處理。1樹(shù)脂的處理A過(guò)篩分：得均一顆粒，也可溶脹后篩分；31B凈化處理：乙醇－水－4mol/LHClorNaOH-蒸餾水到（pH4-5or7-8);強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹(shù)脂其商品多為Na型。用4倍體積5－6％鹽酸攪拌5h,水洗到中性。然后4倍體積5－6％NaorNaCl交換，水洗到無(wú)Na+。必要時(shí)可重復(fù)1－2次。如需使用H＋，接上步驟用6倍體積5－6％HCl交換，水洗到中性。酸堿處理的次序決定了離子交換劑攜帶反離子的類(lèi)型。B凈化處理：乙醇－水－4mol/LHClorNaOH32強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂商品型一般為Cl型。

4倍體積5－6％NaOH,蒸餾水洗到中性。

4倍體積5－6％HCl,蒸餾水洗到中性。

6倍體積5－6％NaOH,蒸餾水洗到中性。

OH型樹(shù)脂最好現(xiàn)制現(xiàn)用，它吸附空氣中CO2。強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂商品型一般為Cl型。33弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂商品樹(shù)脂一般為Na型。處理可參照強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。弱堿型陰離子交換樹(shù)脂處理參照強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂法。

弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂商品樹(shù)脂一般為Na型。342柱的操作裝柱：樹(shù)脂高度一般約為柱高的90%。為防止加試液時(shí)樹(shù)脂被沖起，在柱的上端亦應(yīng)鋪一層玻璃纖維（或隔板）。裝好后，再用蒸餾水洗滌（不少于2倍柱體積），備用。上樣：陽(yáng)離子樹(shù)脂可達(dá)交換容量的50％，陰離子一般為10-20%。小于5％床體積（1％分析）。洗脫：用蒸餾水洗去多余的（沒(méi)吸附的）樣品，然后用洗脫液（緩沖液，pH,離子強(qiáng)度）淋洗，方法有等度，梯度等。2柱的操作裝柱：樹(shù)脂高度一般約為柱高的90%。為防止加試液35平衡柱子裝好后，要用所需的緩沖液（有一定的pH和離子強(qiáng)度）平衡柱子。用恒流泵在恒定壓力下走柱子（平衡與洗脫時(shí)的壓力盡可能保持相同）。離子強(qiáng)度和pH的選擇首先要保證各個(gè)待分離物質(zhì)如蛋白質(zhì)的穩(wěn)定。使各個(gè)待分離物質(zhì)與離子交換劑有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合。有時(shí)柱子平衡好后，還要進(jìn)行轉(zhuǎn)型處理。補(bǔ)充平衡柱子裝好后，要用所需的緩沖液（有一定的pH和離子強(qiáng)度）36離子交換層析的基本操作層析柱平衡平衡緩沖液的用量至少為柱體積的2

倍平衡緩沖液的流速可略高于正常操作流速平衡終點(diǎn)以流出液的離子濃度、導(dǎo)電性、pH值與緩沖液一致為準(zhǔn)，其中pH值最重要

補(bǔ)充離子交換層析的基本操作層析柱平衡平衡緩沖液的用量至少為柱體積37

交換將試液加到交換柱上，用活塞控制一定的流速進(jìn)行交換。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，上層樹(shù)脂全部被交換、下層未被交換，中間則部分被交換，這一段稱(chēng)為“交界層”。隨著交換的進(jìn)行，交界層逐漸下移，至流出液中開(kāi)始出現(xiàn)交換離子時(shí)，稱(chēng)為始漏點(diǎn)(亦稱(chēng)泄漏點(diǎn)或突破點(diǎn))，此時(shí)交換柱上被交換離子的物質(zhì)的量數(shù)稱(chēng)為始漏量。在到達(dá)始漏點(diǎn)時(shí)，交界層的下端剛到達(dá)交換柱的底部，而交換層中尚有未被交換的樹(shù)脂存在，所以始漏量總是小于總交換量。補(bǔ)充交換補(bǔ)充38

洗脫當(dāng)交換完畢之后，一般用蒸餾水洗去殘存溶液，然后用適當(dāng)?shù)南疵撘哼M(jìn)行洗脫。在洗脫過(guò)程中、上層被交換的離子先被洗脫下來(lái)，經(jīng)過(guò)下層未被交換的樹(shù)脂時(shí)，又可以再度被交換。因此最初洗脫液中被交換離子的濃度等于零，隨著洗脫的進(jìn)行，洗出液離子濃度逐漸增大，達(dá)到最大值之后又逐漸減小，至完全洗脫之后，被洗出之離子濃度又等于零。對(duì)于陽(yáng)離子交換樹(shù)脂常采用HCl溶液作為洗脫液，經(jīng)過(guò)洗脫之后樹(shù)脂轉(zhuǎn)為氫型；陰離子交換樹(shù)脂常采用NaCl或NaOH溶液作為洗脫液，經(jīng)過(guò)洗脫之后，樹(shù)脂轉(zhuǎn)為氯型或氫氧型。因此洗脫之后的樹(shù)脂已得到再生，用蒸餾水洗滌干凈即可再次使用。補(bǔ)充洗脫補(bǔ)充39離子交換層析的基本操作樣品洗脫恒定洗脫階段洗脫梯度洗脫102030405060708090離子強(qiáng)度pH值離子交換層析的基本操作樣品洗脫恒定洗脫階段洗脫梯度洗脫10240C＝C2－（C2－C1）（1－V）A2/A1A1C1V為流出體積對(duì)總體積之比

A2C2當(dāng)A1＝A2時(shí)為線(xiàn)性梯度，當(dāng)A1＞A2時(shí)為凹形梯度，A1＞A2時(shí)為凸形梯度。C＝C2－（C2－C1）（1－V）A2/A1A1C1V為41洗脫速度洗脫速度通常要保持恒定洗脫速度慢比快的分辨率要好，但峰過(guò)寬洗脫峰過(guò)寬，則可適當(dāng)提高洗脫速度

洗脫速度洗脫速度通常要保持恒定42產(chǎn)品的濃縮、脫鹽離子交換層析得到的樣品往往鹽濃度較高，而且體積較大，樣品濃度較低。所以一般離子交換層析得到的樣品要進(jìn)行濃縮、脫鹽處理。產(chǎn)品的濃縮、脫鹽離子交換層析得到的樣品往往鹽濃度較高，而且433再生樹(shù)脂要求離子型式再生劑強(qiáng)酸H+Na+HClNaCl弱酸H+Na+HClNaCl強(qiáng)堿OH-NaOH弱堿OH-Cl-NaOHHCl3再生樹(shù)脂要求離子型式再生劑強(qiáng)44若有脂溶性物質(zhì)則可用非離子型去污劑洗柱后再生，也可用乙醇洗滌，其順序?yàn)椋?.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20％NaOH-水。保存離子交換劑時(shí)要加防腐劑。陰離子交換劑:0.002％氯已定（洗必泰），陽(yáng)離子交換劑:乙基硫柳汞（0.005％）。有些產(chǎn)品用0.02％疊氮鈉。若有脂溶性物質(zhì)則可用非離子型去污劑洗柱后再生，也可用乙醇洗滌45影響離子交換的主要因素流動(dòng)相的酸度：離子交換樹(shù)脂就是固體酸堿，對(duì)于強(qiáng)型而言pH影響不大，弱型則顯著。

強(qiáng)酸型陽(yáng)離子，pH>2

弱酸型陽(yáng)離子，pH>6

強(qiáng)堿型陰離子，pH<12

弱堿型陰離子，pH<7影響離子交換的主要因素流動(dòng)相的酸度：離子交換樹(shù)脂就是固體酸堿46●樣品濃度：⊙濃度高樹(shù)脂的解離減?。弧延绊懳巾樞蚣斑x擇性；⊙改變樹(shù)脂表面結(jié)構(gòu)，影響離子進(jìn)入?！駵囟龋簩?duì)稀溶液的交換影響不大;

溶液濃度高時(shí)，溫度升高，易水合的離子易吸附；對(duì)弱堿、弱酸，溫度升高，吸附速加快，但溫度太高會(huì)破壞樹(shù)脂；●樣品濃度：⊙濃度高樹(shù)脂的解離減??；47●溶劑：一般情況在水溶液中進(jìn)行，可加入某些有極性機(jī)溶劑來(lái)改變選擇性，但必須特別注意，這可能會(huì)使某些離子的交換無(wú)法進(jìn)行?！袢軇阂话闱闆r在水溶液中進(jìn)行，可加入某些有極性機(jī)溶劑來(lái)改變48四離子色譜的應(yīng)用1純水的制備氫型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，除去各種陽(yáng)離子

2R-SO3H+Ca2+＝(R-SO3)2Ca+2H+氫氧型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，除去各種陰離子。

RN(CH3)3OH+C1-＝RN(CH3)3Cl+OH-四離子色譜的應(yīng)用1純水的制備49去離子水裝置示意去離子水裝置示意50水質(zhì)檢測(cè)化學(xué)法：pH值離子（Cl,Fe,CaMg,硫酸根等）可溶性硅，氧化物不揮發(fā)物物理法：測(cè)定電阻率超純水18兆以上水質(zhì)檢測(cè)化學(xué)法：pH值51再生陽(yáng)、陰離子柱再生：混合床再生：先對(duì)混合床進(jìn)行堿洗，然后用水逆流沖洗，使樹(shù)脂運(yùn)動(dòng)，由于比重不同分層，分出陽(yáng)、陰樹(shù)脂分別處理。再生陽(yáng)、陰離子柱再生：522分析化學(xué)應(yīng)用干擾離子的分離測(cè)定黃鐵礦中硫，F(xiàn)e3+、Ca2+的存在，造成BaSO4沉淀的不純。

Li+、Na+、K+混合液，通過(guò)陽(yáng)離子樹(shù)脂交換柱，稀HCl洗脫。會(huì)按Li+、Na+、K+順序出來(lái)。微量組分的富集2分析化學(xué)應(yīng)用干擾離子的分離53例如鉑、鈀在礦石中的含量：一般為10-5-10-6g/100g，即使稱(chēng)取10克試樣進(jìn)行分析，也只含鉑、鈀0.1微克左右。富集的方法是：稱(chēng)取100-200克，在700℃灼燒,王水溶解，加濃HCl蒸發(fā)，鉑、鈀形成PtCl62-和PdCl42-絡(luò)陰離子。稀釋?zhuān)^(guò)強(qiáng)堿性陰離子交換，即可將鉑富集在交換柱上。稀HCl將樹(shù)脂洗凈之，取出樹(shù)脂移入瓷鉗鍋中，在700℃灰化，用王水溶解殘?jiān)?，加鹽酸蒸發(fā)。然后在8mol/LHCl介質(zhì)中，鈀(II)與雙十二烷基二硫代乙二酰胺(DDO)生成黃色絡(luò)合物，用石油醚-三氯甲烷混合溶劑萃取，用比色法測(cè)定鈀。鉑(IV)用二氯化錫還原為鉑(II)，與DDO生成櫻紅色螯合物可進(jìn)行比色法測(cè)定。

例如鉑、鈀在礦石中的含量：一般為10-5-10-6g/100543用于水溶性帶電荷植物成分分離氨基酸、肽類(lèi)（蛋白質(zhì)）、生物堿、有機(jī)酸、酚類(lèi)等。一般步驟：用煎煮法或溫浸法得到植物有效成分水溶液，然后過(guò)強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱、強(qiáng)堿型陰離子交換柱，分別洗脫，可得到一些單一成分。3用于水溶性帶電荷植物成分分離氨基酸、肽類(lèi)（蛋白質(zhì)）、生物55植物成分離子交換分離植物成分離子交換分離564蛋白質(zhì)或酶的分離聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂：吸附牢，易變性離子交換纖維素:最好的方法離子交換凝膠：同時(shí)有離子交換和分子篩的功能，廣泛應(yīng)用。選弱酸、堿型為好，強(qiáng)型容易使蛋白變性樹(shù)脂形式不用H,OH型：4蛋白質(zhì)或酶的分離聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂：吸附牢，易變性57離子交換色譜-課件58第四節(jié)離子交換色譜LujiangYuanSchoolofPharmaceuticalScienceSouthwestUniversity第四節(jié)離子交換色譜LujiangYuan59離子交換色譜的發(fā)展1903年，泡沸石（天然硅鋁酸鹽Na2A12Si4O12·nH2O)來(lái)軟化硬水。

Na2Z+Ca2+＝CaZ+2Na+1933年，合成了酚醛類(lèi)型的陰陽(yáng)離子樹(shù)脂。1945年，美國(guó)人，D.Alelio,聚苯乙烯型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂，聚丙稀酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的合成。此外，纖維素和多糖上引入交換基形成的離子交換劑。離子交換色譜的發(fā)展1903年，泡沸石（天然硅鋁酸鹽60離子交換層析離子交換層析的基本原理離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子交換層析的基本操作離子交換介質(zhì)的選擇原則離子交換層析離子交換層析的基本原理離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子61離子交換層析的基本原理

離子交換層析是以離子交換劑為固定相，以含特定離子的溶液為流動(dòng)相，利用離子交換劑上的可交換離子與溶液中離子發(fā)生交換作用，由于不同的離子交換能力不一樣，待分離的各種離子在樹(shù)脂柱中隨流動(dòng)相的移動(dòng)速度也不一樣，而將混合物中不同離子進(jìn)行分離的技術(shù)。離子交換層析的基本原理離子交換層析是以離子交62離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子交換劑亦稱(chēng)離子交換介質(zhì)，通常是一種不溶性高分子化合物如樹(shù)脂，纖維素，葡聚糖，醇脂糖等；含可交換離子洗脫的可能性取決于交換反應(yīng)平衡常數(shù)吸附的蛋白質(zhì)可以通過(guò)改變pH值，使蛋白質(zhì)分子電性發(fā)生改變，而洗脫下來(lái)。不同蛋白質(zhì)形成離子鍵數(shù)目有差異的，及親和力不同。離子交換介質(zhì)的基本性質(zhì)離子交換劑亦稱(chēng)離子交換介質(zhì)，通常是一種63離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)離子交換樹(shù)脂是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有機(jī)高分子聚合物。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架部分一段很穩(wěn)定，不溶于酸、堿和一般溶劑。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上有許多可被交換的活性基團(tuán)。根據(jù)活性基團(tuán)的不同、離子交換樹(shù)脂可分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂兩大類(lèi)。合成：高分子化學(xué)加聚反應(yīng)，先合成骨架，然后在骨架上添加功能基團(tuán)。如合成過(guò)程中加入致孔劑，可得大孔離子交換樹(shù)脂，否為凝膠型。離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)離子交換樹(shù)脂是具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的有64在高分子離子交換樹(shù)脂中，常用的為交聯(lián)的聚苯乙烯骨架上連接不同得功能團(tuán)（可交換基團(tuán)）：離子交換劑的分類(lèi)陽(yáng)離子交換劑：強(qiáng)酸型和弱酸型

可電離的基團(tuán) 磺酸基（-SO3H）磷酸基（-PO3H2）羧酸基（-COOH）酚羥基（-OH）陰離子交換劑：強(qiáng)堿型和弱堿型可電離的基團(tuán) 伯胺基（-NH2）仲胺基（-NHCH3

）叔胺基（-N(CH3)2）季胺基（-N+(CH3)3

）在高分子離子交換樹(shù)脂中，常用的為交聯(lián)的聚苯乙烯骨架上連接不同65一、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂1強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂

陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有酸性基團(tuán)，如應(yīng)用最廣泛的強(qiáng)酸性磺酸型聚苯乙烯樹(shù)脂，它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，經(jīng)濃硫酸磺化而制得的聚合物?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，5－10年，耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑和還原劑,不溶于酸、堿及常見(jiàn)的有機(jī)溶劑。耐熱超過(guò)100°C。一、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂662弱酸型子交換樹(shù)脂甲基丙烯酸和二乙烯苯基聚合，功能基羧基(-COOH)。2弱酸型子交換樹(shù)脂甲基丙烯酸和二乙烯苯基聚合，功能基羧基(67

根據(jù)活性基團(tuán)離解出H+能力的大小不同，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分為強(qiáng)酸性和弱酸性?xún)煞N。例如含-SO3的為強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，常用R-SO3H表示(R表示樹(shù)脂的骨架)，含-COOH和-OH的弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，分別用R-COOH和R-OH表示。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂應(yīng)用較廣泛，弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的H+不易電離，所以在酸性溶液中不能應(yīng)用，但它的選擇性較高而且易于洗脫。根據(jù)活性基團(tuán)離解出H+能力的大小不同，陽(yáng)68二、陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有同樣的有機(jī)骨架，只是所聯(lián)的活性基團(tuán)為堿性基團(tuán)。季胺(-N(CH3)3)H+不易電離，強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂；伯胺基(-NH2)、仲胺基(-NHCH3)和叔胺基(-N(CH3)2)的樹(shù)脂為弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。水化:R-NH3OH、R-NH2CH3OH、R-NH(CH3)2OH和R-N(CH3)3OH,OH-可被陰離子交換和洗脫。,

陰離子交換樹(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱性能都不如陽(yáng)離子交換樹(shù)脂穩(wěn)定。二、陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂具有同樣的有機(jī)骨架，只是所69交聯(lián)度樹(shù)脂中所合交聯(lián)劑的百分率稱(chēng)為重量交聯(lián)度。例如強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂:苯乙烯聚合而成為長(zhǎng)的鏈狀分子,二乙烯苯把各鏈狀分子聯(lián)成立體型的網(wǎng)狀體。如果二乙烯苯在原料總量中占10%。則稱(chēng)該樹(shù)脂的交聯(lián)度為10％。交聯(lián)度樹(shù)脂中所合交聯(lián)劑的百分率稱(chēng)為重量交聯(lián)度。70交聯(lián)度

樹(shù)脂的交聯(lián)度越大，則網(wǎng)眼越小，交換時(shí)體積大的離子進(jìn)入樹(shù)脂便受到限制。但提高了交換的選擇性：另外，交聯(lián)度大時(shí)，形成的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)緊密，機(jī)械強(qiáng)度高。但是如果交聯(lián)度過(guò)大則對(duì)水的膨脹性能差(一般要求1克干樹(shù)脂在水中能膨脹至1.5-2cm3為宜)，交換反應(yīng)的速度慢，因此要求樹(shù)脂的交聯(lián)度一般為4-14％。交聯(lián)度樹(shù)脂的交聯(lián)度越大，則網(wǎng)眼越小，交換時(shí)體積大的離子71交換容量每克干樹(shù)脂所含活性基團(tuán)的物質(zhì)的量，而實(shí)際交換容量是指在實(shí)驗(yàn)條件下，每克干樹(shù)脂能交換離子的物質(zhì)的量。稱(chēng)取干樹(shù)脂1克，置于250mL錐形瓶中、準(zhǔn)確加入0.1mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液100mL,振蕩后放置過(guò)夜，用移濃管吸取上層清液25mL，加酚酞指示劑1滴，用0.1mol/L標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定至紅色消失，設(shè)用去標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液14mL，樹(shù)脂的交換容量可以計(jì)算為5.6mmol/g。交換容量每克干樹(shù)脂所含活性基團(tuán)的物質(zhì)的量，而實(shí)際交換容量是指72離子交換親和力

離子交換反應(yīng)和其他化學(xué)反應(yīng)一樣，完全服從質(zhì)量作用定律。樹(shù)脂對(duì)離子親合力的大小用平衡常數(shù)來(lái)代表，它與離子的水合離子半徑大小和帶電荷的多少有關(guān)。離子交換親和力離子交換反應(yīng)和其他化學(xué)反應(yīng)一樣，完全服從73強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子交換作用的pH范圍寬弱離子交換劑的電離率受pH影響很大，離子交換作用的pH范圍小弱酸性陽(yáng)離子交換劑在pH值降低時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱弱堿性陰離子交換劑在pH值升高時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子交換作用的pH范74常用的離子交換劑離子交換樹(shù)脂：離子交換纖維素：離子交換纖維素是攜帶功能基團(tuán)纖維素衍生物，具有松散的親水性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及較大的表面積，大分子可以自由通過(guò)，因而對(duì)生物大分子（如蛋白質(zhì)）的交換容量比離子交換樹(shù)脂大。陽(yáng)離子型離子交換纖維素包括羥甲基纖維素（CM纖維素）等陰離子型離子交換纖維素包括二乙基氨基乙基纖維素（DEAE纖維素）常用的離子交換劑離子交換樹(shù)脂：75離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素離子交換纖維素76常用的離子交換劑離子交換葡聚糖：

離子交換葡聚糖是葡聚糖經(jīng)環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)后形成的具有多孔三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和離子交換功能基團(tuán)的多糖衍生物（SephadexG）Sephadex的優(yōu)點(diǎn)如下：

親水性強(qiáng)、不會(huì)引起生物分子的變性和失活，母鏈對(duì)蛋白質(zhì)、核酸及其它生物分子的非特異性吸附能力小

電離基團(tuán)在母體上取代程度高，交換容量大，裝柱方便，流速快既有離子交換作用，又有分子篩效應(yīng)

因而Sephadex是一類(lèi)廣泛應(yīng)用的色譜分離介質(zhì)在pH＝7時(shí)可耐120℃的高熱2×105的蛋白質(zhì)適用于常用的離子交換劑離子交換葡聚糖：離子交換葡聚糖是葡聚77常用的離子交換劑

常用的離子交換葡聚糖包括：

陽(yáng)離子交換劑

CM-SephadexC-25，CM-SephadexC-50

SephadexC-25，SephadexC-50陰離子交換劑 DEAE-SephadexA-25，DEAE-SephadexA-50

QAE-SephadexA-25，QAE-SephadexA-50

常用的離子交換劑常用的離子交換葡聚糖包括：陽(yáng)離子交78常用的離子交換劑離子交換瓊脂糖：

離子交換瓊脂糖是攜帶DEAE或CM基團(tuán)的SepharoseCL-6B

DEAE-Sepharose（陰離子型）和CM-Sepharose（陽(yáng)離子型）的離子交換介質(zhì)具有硬度大、性質(zhì)穩(wěn)定，流速好，分離能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。尤其是介質(zhì)受pH和離子強(qiáng)度的影響所引起的膨脹和收縮效應(yīng)較小，因此具有穩(wěn)定的外形體積對(duì)pH及溫度的變化均較穩(wěn)定，可在pH3～10和0～70℃范圍內(nèi)使用，改變離子強(qiáng)度或pH時(shí)，床體積變化不大。常用的離子交換劑離子交換瓊脂糖：離子交換瓊脂糖是攜帶79二、離子交換樹(shù)脂的選擇一般原則：酸性物質(zhì)用陰離子交換劑分離堿性物質(zhì)用陽(yáng)離子交換劑分離◆反離子

:強(qiáng)酸、堿性用H+，OH-,弱用Na+Cl-氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)等兩性電解質(zhì)，可根據(jù)其pI值及離子化曲線(xiàn)來(lái)選擇?；钚苑肿樱河H水性基質(zhì)的交換樹(shù)脂具體：種類(lèi)，離子形式、交換量、顏色、交聯(lián)度、理化性質(zhì)等。被分離物質(zhì)所帶的電荷性質(zhì)二、離子交換樹(shù)脂的選擇一般原則：被分離物質(zhì)所帶的電荷性質(zhì)80離子交換介質(zhì)的選擇原則12346789105pH+-蛋白質(zhì)凈電荷等電點(diǎn)吸附陰離子交換劑吸附陽(yáng)離子交換劑pH<pI（+）pH=pI（0）pH>pI（-）對(duì)pI=5的某酸性蛋白質(zhì)在pH5.5-9.0的范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)為陰離子時(shí)，應(yīng)首選DEAE纖維素；在pH3.5-4.5的范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)為陽(yáng)離子時(shí)，應(yīng)首選CM纖維素離子交換介質(zhì)的選擇原則12346789105pH+-蛋等電點(diǎn)811種類(lèi)選定中性鹽體系：陰陽(yáng)離子的脫除用強(qiáng)酸強(qiáng)堿樹(shù)脂微量雜質(zhì)的脫除也要強(qiáng)型樹(shù)脂強(qiáng)堿樹(shù)脂分有I和II型：I型堿型強(qiáng)于III型：易與硅酸等弱酸作用，再生差；

II型：不與比乙酸更弱的酸作用；

1種類(lèi)選定中性鹽體系：82交換能力強(qiáng)的離子：用弱堿性或弱酸性離子交換樹(shù)脂；如一般有機(jī)堿交換能力都強(qiáng)，多價(jià)金屬離子、生物堿、鏈霉素等都用弱酸性離子交換樹(shù)脂，既容易吸附又容易洗脫。交換能力強(qiáng)的離子：用弱堿性或弱酸性離子交換樹(shù)脂；83中性或堿性體系中：多價(jià)金屬離子與弱酸陽(yáng)離子交換強(qiáng)，易洗脫，與強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換弱；弱酸通常不用弱堿樹(shù)脂，但用強(qiáng)堿樹(shù)脂；

弱堿體系中：陽(yáng)離子交換用弱酸陽(yáng)離子樹(shù)脂；

弱酸體系中：弱酸中的陰離子用弱堿陰離子樹(shù)脂；中性或堿性體系中：多價(jià)金屬離子與弱酸陽(yáng)離子交換強(qiáng)，易洗脫，與842樹(shù)脂形式的選擇中性鹽溶液，交換后生成鹽：鹽型弱酸弱堿樹(shù)脂；當(dāng)量相當(dāng)?shù)挠坞x、酸堿混合；酸、堿條件下的離子：游離堿或酸樹(shù)脂；鹽中除酸、堿：弱型樹(shù)脂（強(qiáng)型會(huì)交換鹽）；2樹(shù)脂形式的選擇中性鹽溶液，交換后生成鹽：853、顆粒、交聯(lián)度和穩(wěn)定性A顏色：淺色便于看色帶，使用后色深、雜質(zhì)多色變深。B顆粒：20－80目，200－400目。C交聯(lián)度：聚苯乙烯樹(shù)脂交聯(lián)度1－20％，常用8％，交聯(lián)度高，選擇性好，交換速度小?？锥扰c交聯(lián)度關(guān)系密切。D密度：0.4-0.8g/mlE穩(wěn)定性：一般而言，聚苯乙烯樹(shù)脂穩(wěn)定陽(yáng)比陰穩(wěn)定鹽比酸堿穩(wěn)定3、顆粒、交聯(lián)度和穩(wěn)定性A顏色：淺色便于看色帶，使用后色深86離子交換劑的分類(lèi)強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子交換作用的pH范圍寬弱離子交換劑的電離率受pH影響很大，離子交換作用的pH范圍小弱酸性陽(yáng)離子交換劑在pH值降低時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱弱堿性陰離子交換劑在pH值升高時(shí)，其電離率逐漸降低，離子交換能力逐漸減弱離子交換劑的分類(lèi)強(qiáng)離子交換劑的電離率基本不受pH值影響，離子87三、離子交換柱的操作以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離K+和Na+為例交換R-H++K+=R-K++H+R-H++Na+=R-Na++H+洗脫R-K++

H+=R-H++K+R-Na++H+=R-H++Na+

三、離子交換柱的操作以強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離K+和Na+為881樹(shù)脂的處理A過(guò)篩分：得均一顆粒，也可溶脹后篩分；商品樹(shù)脂20－80目，可將其干燥、粉碎、過(guò)篩或沉降、浮選處理。1樹(shù)脂的處理A過(guò)篩分：得均一顆粒，也可溶脹后篩分；89B凈化處理：乙醇－水－4mol/LHClorNaOH-蒸餾水到（pH4-5or7-8);強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹(shù)脂其商品多為Na型。用4倍體積5－6％鹽酸攪拌5h,水洗到中性。然后4倍體積5－6％NaorNaCl交換，水洗到無(wú)Na+。必要時(shí)可重復(fù)1－2次。如需使用H＋，接上步驟用6倍體積5－6％HCl交換，水洗到中性。酸堿處理的次序決定了離子交換劑攜帶反離子的類(lèi)型。B凈化處理：乙醇－水－4mol/LHClorNaOH90強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂商品型一般為Cl型。

4倍體積5－6％NaOH,蒸餾水洗到中性。

4倍體積5－6％HCl,蒸餾水洗到中性。

6倍體積5－6％NaOH,蒸餾水洗到中性。

OH型樹(shù)脂最好現(xiàn)制現(xiàn)用，它吸附空氣中CO2。強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂商品型一般為Cl型。91弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂商品樹(shù)脂一般為Na型。處理可參照強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。弱堿型陰離子交換樹(shù)脂處理參照強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂法。

弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂商品樹(shù)脂一般為Na型。922柱的操作裝柱：樹(shù)脂高度一般約為柱高的90%。為防止加試液時(shí)樹(shù)脂被沖起，在柱的上端亦應(yīng)鋪一層玻璃纖維（或隔板）。裝好后，再用蒸餾水洗滌（不少于2倍柱體積），備用。上樣：陽(yáng)離子樹(shù)脂可達(dá)交換容量的50％，陰離子一般為10-20%。小于5％床體積（1％分析）。洗脫：用蒸餾水洗去多余的（沒(méi)吸附的）樣品，然后用洗脫液（緩沖液，pH,離子強(qiáng)度）淋洗，方法有等度，梯度等。2柱的操作裝柱：樹(shù)脂高度一般約為柱高的90%。為防止加試液93平衡柱子裝好后，要用所需的緩沖液（有一定的pH和離子強(qiáng)度）平衡柱子。用恒流泵在恒定壓力下走柱子（平衡與洗脫時(shí)的壓力盡可能保持相同）。離子強(qiáng)度和pH的選擇首先要保證各個(gè)待分離物質(zhì)如蛋白質(zhì)的穩(wěn)定。使各個(gè)待分離物質(zhì)與離子交換劑有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合。有時(shí)柱子平衡好后，還要進(jìn)行轉(zhuǎn)型處理。補(bǔ)充平衡柱子裝好后，要用所需的緩沖液（有一定的pH和離子強(qiáng)度）94離子交換層析的基本操作層析柱平衡平衡緩沖液的用量至少為柱體積的2

倍平衡緩沖液的流速可略高于正常操作流速平衡終點(diǎn)以流出液的離子濃度、導(dǎo)電性、pH值與緩沖液一致為準(zhǔn)，其中pH值最重要

補(bǔ)充離子交換層析的基本操作層析柱平衡平衡緩沖液的用量至少為柱體積95

交換將試液加到交換柱上，用活塞控制一定的流速進(jìn)行交換。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，上層樹(shù)脂全部被交換、下層未被交換，中間則部分被交換，這一段稱(chēng)為“交界層”。隨著交換的進(jìn)行，交界層逐漸下移，至流出液中開(kāi)始出現(xiàn)交換離子時(shí)，稱(chēng)為始漏點(diǎn)(亦稱(chēng)泄漏點(diǎn)或突破點(diǎn))，此時(shí)交換柱上被交換離子的物質(zhì)的量數(shù)稱(chēng)為始漏量。在到達(dá)始漏點(diǎn)時(shí)，交界層的下端剛到達(dá)交換柱的底部，而交換層中尚有未被交換的樹(shù)脂存在，所以始漏量總是小于總交換量。補(bǔ)充交換補(bǔ)充96

洗脫當(dāng)交換完畢之后，一般用蒸餾水洗去殘存溶液，然后用適當(dāng)?shù)南疵撘哼M(jìn)行洗脫。在洗脫過(guò)程中、上層被交換的離子先被洗脫下來(lái)，經(jīng)過(guò)下層未被交換的樹(shù)脂時(shí)，又可以再度被交換。因此最初洗脫液中被交換離子的濃度等于零，隨著洗脫的進(jìn)行，洗出液離子濃度逐漸增大，達(dá)到最大值之后又逐漸減小，至完全洗脫之后，被洗出之離子濃度又等于零。對(duì)于陽(yáng)離子交換樹(shù)脂常采用HCl溶液作為洗脫液，經(jīng)過(guò)洗脫之后樹(shù)脂轉(zhuǎn)為氫型；陰離子交換樹(shù)脂常采用NaCl或NaOH溶液作為洗脫液，經(jīng)過(guò)洗脫之后，樹(shù)脂轉(zhuǎn)為氯型或氫氧型。因此洗脫之后的樹(shù)脂已得到再生，用蒸餾水洗滌干凈即可再次使用。補(bǔ)充洗脫補(bǔ)充97離子交換層析的基本操作樣品洗脫恒定洗脫階段洗脫梯度洗脫102030405060708090離子強(qiáng)度pH值離子交換層析的基本操作樣品洗脫恒定洗脫階段洗脫梯度洗脫10298C＝C2－（C2－C1）（1－V）A2/A1A1C1V為流出體積對(duì)總體積之比

A2C2當(dāng)A1＝A2時(shí)為線(xiàn)性梯度，當(dāng)A1＞A2時(shí)為凹形梯度，A1＞A2時(shí)為凸形梯度。C＝C2－（C2－C1）（1－V）A2/A1A1C1V為99洗脫速度洗脫速度通常要保持恒定洗脫速度慢比快的分辨率要好，但峰過(guò)寬洗脫峰過(guò)寬，則可適當(dāng)提高洗脫速度

洗脫速度洗脫速度通常要保持恒定100產(chǎn)品的濃縮、脫鹽離子交換層析得到的樣品往往鹽濃度較高，而且體積較大，樣品濃度較低。所以一般離子交換層析得到的樣品要進(jìn)行濃縮、脫鹽處理。產(chǎn)品的濃縮、脫鹽離子交換層析得到的樣品往往鹽濃度較高，而且1013再生樹(shù)脂要求離子型式再生劑強(qiáng)酸H+Na+HClNaCl弱酸H+Na+HClNaCl強(qiáng)堿OH-NaOH弱堿OH-Cl-NaOHHCl3再生樹(shù)脂要求離子型式再生劑強(qiáng)102若有脂