离子交换层析名词解释
离子交换层析的原理
离子交换层析的原理
离子交换层析是一种技术，可以将一种溶液中的离子或其他物质从一种材料中移动到另一种材料中。
它是一种膜过滤技术，用于把溶液中的离子析出，以实现水的净化、分离、浓缩和回收等。
离子交换层析是一种灵活的技术，用于分离和分析各种有机和无机物质，广泛应用于小分子分析、生物分析和活性分离等。
离子交换层析的原理是：离子交换材料利用它们的表面电荷作用，引力将溶液中的离子析出，从而实现离子的交换和分离。
当溶液中的离子被析出时，它们会与表面电荷结合，从而被捕获和分离出来。
通常，离子交换材料由多孔陶瓷或离子交换树脂组成，它们可以对溶液中的离子进行有效分离。
离子交换层析技术是一种有效的净水技术，它可以有效去除水中的有害物质，如重金属离子和有机污染物，净化水质，保护环境和人类健康。
此外，离子交换层析也可以用于水的回收和精炼，将水中的有效离子回收，从而节省大量的水资源。
离子交换层析技术是一种高效、可控制的技术，可以实现准确的离子检测，并且能够快速、安全地实现水的净化、分离、浓缩和回收。
另外，离子交换层析技术还可以用于离子交换树脂的制备，以及高纯度离子溶液的制备和纯化。
总之，离子交换层析技术是一种重要的技术，它可以有效地实现水的净化、分离、浓缩和回收，从而节省水资源，保护环境和促进人类健康。
离子交换层析
• 3.离子交换剂的性质. 3.离子交换剂的性质. 离子交换剂的性质 • 避免缓冲离子与交换剂上的离子发生交换, 避免缓冲离子与交换剂上的离子发生交换, • 引起pH变化,降低交换容量. 引起pH变化,降低交换容量. pH变化 • 4.缓冲液必须不影响被分离物质的测定. 4.缓冲液必须不影响被分离物质的测定. 缓冲液必须不影响被分离物质的测定
• 2.按其载体分类 按其载体分类 • (1)离子交换树脂 离子交换树脂: 离子交换树脂 • 主要有聚苯乙烯型树脂和聚酚型树脂. 主要有聚苯乙烯型树脂和聚酚型树脂 • 聚苯乙烯树脂由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成一网状 结构. 结构
• 交联剂 二乙烯苯 交联剂:二乙烯苯 • 二乙烯苯 • 交联度 交联度= ———————— ×100% • 苯乙烯+二乙烯苯 苯乙烯 二乙烯苯 • 苯乙烯和二乙烯苯混合成不同的比例就可获得不同交 联度的树脂. 联度的树脂 • 二乙烯苯相对于苯乙烯的量越大 获得的树脂交联度就 二乙烯苯相对于苯乙烯的量越大,获得的树脂交联度就 越大. 越大 • 交联度大的树脂结构紧密、孔隙小 大分子量的离子就 交联度大的树脂结构紧密、孔隙小,大分子量的离子就 不能进入树脂颗粒内发生离子交换. 不能进入树脂颗粒内发生离子交换 • 交联度的范围从 ～16% 交联度的范围从1%～
• 即溶液中的离子与离子交换剂上的功能基团交换反应 即溶液中的离子与离子交换剂上的功能基团交换反应 离子与离子交换剂上的功能基团 的过程. 的过程
离子交换过程示意： 离子交换过程示意： 起始 吸附 解吸 x+ : 起始缓冲离子 y+ ：待分离离子 z+ ：待分离离子
完成
•
带电荷量少,亲和力小的先被洗脱下来 带电荷量多 带电荷量少 亲和力小的先被洗脱下来;带电荷量多 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. 亲和力大的后被洗脱下来
离子交换层析
球蛋白
白蛋白
IgM
球蛋白
7．洗脱液的收集 利用自动分步收集器收集，并以 20%磺基水杨酸测试，当蛋白液 下来时，开始分管收集，至无蛋白液为止。
8．交换柱的再生 将使用过的 DEAE－纤维素移入烧杯中，用 2Mol/L NaCl 液浸泡， 抽滤并洗涤数次。如不立即使用，可加 1/10 000 的叠氮钠防腐，保存于 4℃冰箱中。使用 时，再以碱－酸－碱处理。
洗脱部分
IgG IgG 运铁蛋白、纤维蛋白原 白蛋白、IgA IgM 白蛋白
表 1－7 各种 Ig 解脱吸附条件
不加 NaCl PB 离子强度（Mol/L） 0.01 0.025 0.035 0.040
0.10 0.40
pH 8.0 8.0 7.0 5.9
5.8 5.2~4.5
Ig
其他
IgG IgE IgA
二、凝胶层析
凝胶层析又称为分子筛层析或凝胶过滤。具有分子筛作用的物质很多，如浮石、琼脂、 琼脂糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、葡聚糖凝胶等。以葡聚糖凝胶应用最广，商品名是 sephadex 型号很多，从 G10 到 G200，它的主要应用范围是：①分级分离各种抗原与抗体； ②去掉复合物中的小分子物质。如除盐、荧光素和游离的放射性同位素以及水解的蛋白质 碎片；③分析血清中的免疫复合物；④分子量的测定。
溶液的 pH 值与蛋白质等电点相同时，静电荷为 0，当溶液 pH 值大于蛋白质等电点时， 则羧基游离，蛋白质带负电荷。反之，溶液的 pH 值小于蛋白质等电点时，则氨基电离， 蛋白质带正电荷。溶液的 pH 值距蛋白质等电点越远，蛋白质的电荷越多。反之则越少。 血清蛋白质均带负电荷，但各种蛋白质带负电荷的程度有所差异，以白蛋白为最多，依次 为 球蛋白， 球蛋白和 球蛋白。
药师考试辅导：离子交换层析法
离⼦交换层析(ionexchangechromatography)是利⽤离⼦交换剂上的可交换离⼦与周围介质中被分离的各种离⼦间的亲和⼒不同，经过交换平衡达到分离的⽬的的⼀种柱层析法。
该法可以同时分析多种离⼦化合物，具有灵敏度⾼，重复性、选择性好，分析速度快等优点，是当前最常⽤的层析法之⼀。
(⼀)基本原理离⼦交换层析对物质的分离通常是在⼀根充填有离⼦交换剂的玻璃管中进⾏的。
离⼦交换剂为⼈⼯合成的多聚物，其上带有许多可电离基团，根据这些基团所带电荷不同，可分为阴离⼦交换剂和阳离⼦交换剂。
含有欲被分离的离⼦的溶液通过离⼦交换柱时，各种离⼦即与离⼦交换剂上的荷电部位竞争性结合。
任何离⼦通过柱时的移动速率决定于与离⼦交换剂的亲和⼒、电离程度和溶液中各种竞争性离⼦的性质和浓度。
离⼦交换剂是由基质、荷电基团和反离⼦构成，在⽔中呈不溶解状态，能释放出反离⼦。
同时它与溶液中的其他离⼦或离⼦化合物相互结合，结合后不改变本⾝和被结合离⼦或离⼦化合物的理化性质。
离⼦交换剂与⽔溶液中离⼦或离⼦化合物所进⾏的离⼦交换反应是可逆的。
假定以RA代表阳离⼦交换剂，在溶液中解离出来的阳离⼦A+与溶液中的阳离⼦B+可发⽣可逆的交换反应，反应式如下：RA+B+ RB+A+该反应能以极快的速率达到平衡，平衡的移动遵循质量作⽤定律。
离⼦交换剂对溶液中不同离⼦具有不同的结合⼒，结合⼒的⼤⼩取决于离⼦交换剂的选择性。
离⼦交换剂的选择性可⽤其反应的平衡常数K表⽰：K＝[RB][A+]/[RA][B+]。
如果反应溶液中[A+]等于[B+]，则K＝[RB]/[RA]。
若K>I，即[RB]>[RA]，表⽰离⼦交换剂对B+的结合⼒⼤于A+；若K=1，即[RB]＝[RA]，表⽰离⼦交换剂对A+和B+的结合⼒相同；若K<1，即[RB]<[RA]，表⽰离⼦交换剂对B+的结合⼒⼩于A+。
K值是反映离⼦交换剂对不同离⼦的结合⼒或选择性参数，故称K值为离⼦交换剂对A+和B+的选择系数。
离子交换层析
伯胺[-NH2]
螯合离子交换剂 金属离子
由于树脂的孔径过小，电荷密度过高，疏水性过强使得大分子结合过牢而不易洗脱， 易造成变性。
常用于分离无机离子、有机酸、核苷、核苷酸、氨基酸等小分子物质。 除去表面活性剂、尿素、两性电解质
分类
• 亲水性离子交换剂
• 纤维素离子交换剂：微晶纤维素为基质引入电荷基团构成的 最广泛使用的是二乙胺基乙基(DEAE一)纤维素和羧甲基(CM一)纤维素
离子交换层析基本步骤
待分离蛋白质透析至对应缓冲液中使其带正（负）电荷
例：HBV-15D1纯化 DE52(20mMPB6.5-CT)+CM(10mMPB6.5-100mMXT) 硫铵初纯
透析至20mM PB 6.5 +
DE52
CM
另外，无机盐离子（如NaCl）对交换剂也具有交换吸附的能力， 当洗脱液中的离子强度增加时，无机盐离子和蛋白质竞争吸附交换剂。 当Cl-的浓度大时，蛋白质不容易被吸附，吸附后也易于被洗脱。
因此，洗脱阴离子交换剂结合的蛋白时，则降低pH值，增加盐 离子浓度；洗脱阳离子交换剂结合蛋白时，则升高溶液pH值，增加 盐离子浓度。
原理
pH=pI
COO-
R NH+3
+H
pH<pI
COOH Leabharlann 离子R NH+3阳离子交换剂
阴离子交换剂
-H
pH>pI
COO- 阴离子
R NH2
• 例：某蛋白质pI=6.0，在pH=6.5缓冲液中带负电，与阴离子交换剂结合
原理
当溶液的pH值发生改变时，蛋白质与交换剂的吸附作用也发生变 化，当pH值增高时，对阳离子交换剂的吸附力减弱，当pH值降低时， 对阴离子交换剂的吸附力减弱。
离子交换层析讲解
三、离子交换剂的种类和性质 1.离子交换剂的基质
• 其中：聚苯乙烯离子交换剂（又称为聚苯乙烯树脂）是以
苯乙烯和二乙烯苯合成的具大、流速快。但它与 水的亲和力较小，具有较强的疏水性，容易引起蛋白的变 性。故一般常用于分离小分子物质，如无机离子、氨基酸、 核苷酸等。 以纤维素（Cellulose）、球状纤维素（Sephacel）、葡聚 糖（Sephadex）、琼脂糖（Sepharose）为基质的离子交 换剂都与水有较强的亲和力，适合于分离蛋白质等大分子 物质，葡聚糖离子交换剂一般以Sephadex G－25和G－50 为基质，琼脂糖离子交换剂一般以Sepharose CL－6B为基 质。关于这些离子交换剂的性质可以参阅相应的产品介绍。
离子交换层析
原理及应用
一、简介
• 1、定义：
离子交换层析（Ion Exchange Chromatography简称为IEC）是以离子交换 剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交 换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力 大小的差别而进行分离的一种层析方法
2、发展历程
• 1848年，Thompson等人在研究土壤碱性物质交
二、基本原理 阴离子交换
• 通过选择合适的洗脱方式和洗脱液，如增加离子
强度的梯度洗脱。随着洗脱液离子强度的增加， 洗脱液中的离子可以逐步与结合在离子交换剂上 的各种负电基团进行交换，而将各种负电基团置 换出来，随洗脱液流出。 与离子交换剂结合力小的负电基团先被置换出来， 而与离子交换剂结合力强的需要较高的离子强度 才能被置换出来，这样各种负电基团就会按其与 离子交换剂结合力从小到大的顺序逐步被洗脱下 来，从而达到分离目的。
X+ Y-↔ A-
二、基本原理
• 从上面的反应式中可以看出，如果A离子与离子交 •
酶工程名词解释
酶工程名词解释1，酶工程：是酶学、微生物学与生物化工等学科有机结合而产生的新兴边缘学科（是一项利用吗酶、含酶细胞器或细胞（微生物、动物、植物）作为生物催化剂来完成重要化学反应，并将相应底物转化成有用物质的应用型生物高兴技术）2，反馈阻遏作用：是指酶催化作用的产物或代谢途径的末端产物使该酶的生物合成受阻的过程3，离子交换层析：是利用高分子不溶性固定相偶联的离子交换基团和流动相解离的离子化合物之间发生可逆的离子交换反应而进行分离的方法4，酶的分子修饰：通过各种方法使酶分子的结构发生某些改变,从而改变酶的某些特性和功能的技术过程5，酶标免疫测定：是将酶作为标记物质，使之和抗原（或抗体）结合形成酶与抗原（或抗体）复合物，然后再根据待测抗体（或抗原）与复合物专一且定量的结合关系，通过测定与待测抗体（或抗原）结合的酶的活力，从而计算出待测抗体（或抗原）的量。
6，酶电极：是由固定化酶与离子选择电极、气敏电极、氧化还原电极等电化学电极组合而成的生物传感器。
7，半抗原：半抗原：能与对应抗体发生结合出现抗原—抗体反应又不能单独激发人或动物产生抗体的抗原。
（课件里面也有）8，盐析沉淀：当盐浓度升高到一定浓度时，蛋白质和酶的溶解度随着盐浓度的升高而不同程度的下降并前后沉淀析出。
9，酶合成的诱导作用：当诱导物存在时，与阻遏物结合而使RNA聚合酶顺利到达结构基因位置，这种转录水平的调控，促进酶生物合成的作用即酶合成的诱导作用。
10，盐溶：蛋白质和酶在低盐浓度下的溶解度随着盐浓度的升高而增加，这种现象称为盐溶11，吸附层析（p190）：又称色层法或色谱法，是溶液中的溶质随流动相通过吸附层析介质时，柱内的吸附介质表面的吸附基团对溶质发生吸附作用，某些溶质就会被吸附在介质上，由于不同的介质表面活性基团对溶质的吸附能力不同。
因此可以利用介质对溶质的吸附能力的差异，将不同的溶质分开，这种方法称为吸附层析。
12，等电聚焦电泳（IEF）（p203和p210）：利用特殊的一种缓冲液（两性电解质，如蛋白质）在凝胶（常用聚丙烯酰胺凝胶）内制造一个（稳定、连续、线性）pH梯度，电泳时每种蛋白质就将迁移到等于其等电点（pI）的pH处（此时此蛋白质不再带有净的正或负电荷），形成一个很窄的区带（该电泳条带不随时间的变化而变化）。
离子交换层析
离子交换层析离子交换层析是常见的层析方式之一，它以离子交换剂为固定相，液体为流动相的系统中进行,广泛应用于氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核苷和有机酸等的分析、制备、纯化以及溶液的脱色、中和等方面。
离子交换层析（Ion Exchange Chromatography 简称为IEC ）是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。
离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。
带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有负电荷的称之阳离子树脂。
离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。
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。
基本原理离子交换剂的组成 离子交换剂是由基质、电荷基团(或功能基团)和反离子构成的。
离子交换层析（固定相）的特性 在水中呈不溶解状态，但能释放反离子，同时与溶液中其他离子或离子化合物可逆性结合，并且结合后本身的理化性质不变 如：RA + B+ RB + A+ 或RA + B- RB + A-离子交换层析的原理 由于离子交换剂的选择性，对不同的离子或离子化合物有不同的结合力，所以用洗脱剂洗脱时，结合力小的先被洗脱出来，结合力大的后被洗脱下来，从而达到分离混合物的目的(离子交换剂的选择性决定其与溶液中离子的结合力大小，通常用离子交换剂与溶液中离子的反应平衡常数表示)[RB][A +]= [RB][B +] 当[A+]=[B+]时若 K B A ＞1，即[RB]＞[RA],表示离子交换剂对B+的结合力比A+ 大 若 K B A = 1，即[RB]=[RA],表示离子交换剂对B+的结合力与A+ 相等 若 K BA ＜1，即[RB]＜[RA],表示离子交换剂对B+的结合力比A+ 小 KB A 值是反映离子交换剂对不同离子的结合力或选择性的参数 规 律①强酸性阳离子交换剂对H+的结合力比对Na+小 ②强碱性阴离子交换剂对OH-的结合力比对Cl-小得多 ③弱酸性离子交换剂对H+的结合力比对Na+大 ④弱碱性离子交换剂对OH-的结合力比对Cl-大B AK][][RA RB KB A对于呈两性离子的蛋白质、酶类、多肽和核苷酸等，与离子交换剂的结合力，主要取决于它们的理化性质及在特定pH条件下呈现的离子状态。
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离子交换层析名词解释
离子交换层析（Ion exchange chromatography，简称IEC）是一种分析和分离离子的技术方法。
在离子交换层析中，样品溶液被注入到一个含有离子交换树脂的柱子中，离子交换树脂具有特定的离子交换基团，可以选择性地吸附和释放样品溶液中的离子。
离子交换层析的分离原理基于离子交换树脂对溶液中的离子的亲和力不同。
当样品溶液通过柱子时，带有相同电荷的离子与离子交换树脂产生吸附作用，而带有相反电荷的离子则可以自由通过。
通过调节溶液的pH值、离子浓度和离子交换树脂的性质，可以实现对不同离子的选择性分离。
离子交换层析常用于分离和纯化蛋白质、核酸和多肽等生物大分子，并且在药物研发、环境分析和生命科学研究中得到广泛应用。