高效離子交換色譜儀離子交換介質(zhì)由基質(zhì)、活性基團(tuán)和可交換離子組成，按基質(zhì)的組成和性質(zhì)可分為疏水性離子交換劑（樹脂）和親水性離子交換劑。

一、疏水性離子交換劑（樹脂）：

疏水性離子交換劑是一種與水親和力較小的合成樹脂。最常見的是由苯乙烯與交聯(lián)劑二乙烯苯反應(yīng)生成聚合物，在此結(jié)構(gòu)中再以共價鍵引入不同的電荷基團(tuán)制成的。

1、類型：

（1）按引入電荷基團(tuán)的性質(zhì)可分為：

1）陽離子交換樹脂：

陽離子交換樹脂的電荷基團(tuán)帶負(fù)電，反離子帶正電，可與溶液中的陽離子或帶正電荷化合物進(jìn)行交換反應(yīng)。

按電荷基團(tuán)酸性強(qiáng)弱可分為：

強(qiáng)酸型：含磺酸基（－SO₃H）。

弱酸型：含羧基（－COOH）或酚基（－苯環(huán)－OH）。

中等酸型：含磷酸基（－PO₃H₂）。

陽離子交換樹脂在交換時，H⁺為外來的陽離子所取代，反應(yīng)式為：

R－COOH + Na⁺ = R－COONa⁺ + H⁺

2）陰離子交換樹脂：

陰離子交換樹脂是在基質(zhì)骨架上引入季胺基[－N（CH₃）₃]、叔胺基[－N（CH₃）₂]、仲胺基[－NHCH₃]和伯胺基[－NH₂]而制成。

按胺基堿性強(qiáng)弱可分為：

強(qiáng)堿型：含季胺基。

弱堿型：含叔胺基、仲胺基和伯胺基。

中等堿型：既含強(qiáng)堿性基團(tuán)，又含弱堿性基團(tuán)。

3）螯合離子交換樹脂：

螯合離子交換樹脂具有吸附（絡(luò)合）一些金屬離子而排斥另一些離子的能力，可通過改變?nèi)芤旱乃岫忍岣哌x擇性。由于其選擇性高，只需用很短的樹脂柱可把待測金屬離子濃縮并洗脫下來。

（2）按骨架結(jié)構(gòu)可分為：

1）凝膠型離子交換樹脂：

由苯乙烯或丙烯酸與交聯(lián)劑二乙烯苯聚合而成，透明，沒有毛細(xì)孔，吸水后形成微細(xì)的孔隙。

適用于無機(jī)小分子的分離。

2）大孔型離子交換樹脂：

由苯乙烯或丙烯酸與交聯(lián)劑二乙烯苯聚合，經(jīng)過特殊的物理處理，形成大網(wǎng)孔，再引入活性基團(tuán)而制成。不透明，既有微孔又有大孔，吸附大分子，耐污染。

大孔型離子交換樹脂與凝膠型離子交換樹脂比較有以下優(yōu)點：

交聯(lián)度高，具有較好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性。

孔徑大，交換速度快，適合有機(jī)大分子交換。

完全失水也能維持多孔結(jié)構(gòu)，適合非水溶液交換。

2、特點：

含有大量的活性基團(tuán)，交換容量大，流速快，機(jī)械強(qiáng)度大。

3、應(yīng)用：

主要用于無機(jī)離子、有機(jī)酸、核苷酸和氨基酸等小分子化合物的分離，也可用于從蛋白質(zhì)溶液中除去表面活性劑（如SDS）、去污劑（如TritonX－1000）、尿素和兩性電解質(zhì)等。

二、親水性離子交換劑：

親水性離子交換劑與水親和力較大，有纖維素離子交換劑、交聯(lián)葡聚糖離子交換劑和交聯(lián)瓊脂糖離子交換劑等。

1、纖維素離子交換劑：

又稱離子交換纖維素，是以微晶纖維素為基質(zhì)，引入電荷基團(tuán)而制成。

微晶纖維素（纖維素膠或結(jié)晶纖維素）是將纖維性植物材料與無機(jī)酸搗成漿狀，經(jīng)處理使之降解后漂洗、研磨、脫水、烘干和粉碎制成。微晶纖維素為白色或幾乎白色的細(xì)小粉末，無臭，無味，可壓成自身粘合的小片，可在水中迅速分散，不溶于水、稀酸溶液、稀堿溶液和大多數(shù)有機(jī)溶劑。

（1）類型：

有強(qiáng)酸性、弱酸性、強(qiáng)堿性和弱堿性纖維素離子交換劑。

使用最廣泛的是二乙胺基乙基纖維素（DEAE）和羧甲基纖維素（CM）。

近年來，用微晶纖維素經(jīng)交聯(lián)制成了類似凝膠的珠狀弱堿性離子交換劑（DEAE－Sephacel），結(jié)構(gòu)與DEAE相同，對蛋白質(zhì)、核酸、激素及其它生物聚合物都有同等的分辨率。

（2）特點：

1）結(jié)構(gòu)疏松，對生物高分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)和核酸分子）有較大的穿透性。

2）表面積大，有較大的吸附容量。

3）基質(zhì)是親水性的，避免了疏水性反應(yīng)對蛋白質(zhì)分離的干擾。

4）電荷密度較低，與蛋白質(zhì)分子結(jié)合不牢固，在溫和洗脫條件下即可分離，不會引起蛋白質(zhì)變性。

5）纖維素分子中只有一小部分羥基被取代，結(jié)合在其分子上的解離基團(tuán)數(shù)量不多，故交換容量小，僅為離子交換樹脂的1/10左右。

（3）應(yīng)用：

適用于大分子多價電解質(zhì)的分離。

2、交聯(lián)葡聚糖離子交換劑：

交聯(lián)葡聚糖離子交換劑是以交聯(lián)葡聚糖G－25和G－50為基質(zhì)，通過化學(xué)方法引入電荷基團(tuán)制成的。

交聯(lián)葡聚糖離子交換劑的性質(zhì)與葡聚糖凝膠相似，在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中不穩(wěn)定，在pH ＝7時可耐熱120℃。它既有離子交換作用，又有分子篩性質(zhì)，可根據(jù)分子大小對生物高分子物質(zhì)進(jìn)行分級分離。

G－50型離子交換劑適用于相對分子質(zhì)量為3×10⁴～3×10⁶物質(zhì)的分離，G－25型離子交換劑能交換相對分子質(zhì)量較小（1×10³～5×10³）的蛋白質(zhì)。

3、交聯(lián)瓊脂糖離子交換劑：

交聯(lián)瓊脂糖離子交換劑主要以交聯(lián)瓊脂糖CL－6B為基質(zhì)，通過化學(xué)方法引入電荷基團(tuán)制成的。

交聯(lián)瓊脂糖離子交換劑對pH和溫度的變化均較穩(wěn)定，可在pH = 3～10和0～70℃范圍內(nèi)使用，改變離子強(qiáng)度或pH時，床體積變化不大。

如DEAE－Sepharose CL－6B為陰離子交換劑，CM－Sepharose CL－6B為陽離子交換劑，它們的外形呈珠狀，網(wǎng)孔大，特別適用于相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)和核酸等化合物的分離，即使加快流速，也不影響分辨率。

   

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