离子交换柱层析原理
蛋白质的离子交换柱层析原理
作业2：蛋白质的离子交换柱层析原理：
蛋白质由氨基酸组成，不同的氨基酸是具有不同的等电点的，因此每个蛋白质都具有等电点，不同的蛋白质，其等电点也不相同。
这个决定了在同一pH下，蛋白质所带的电性和电荷量是有差异的，比如在pH在7.0的情况下，有些蛋白质带正电，有些蛋白质带负电，有些蛋白质不带电；在带正电的蛋白质中，不同的蛋白质所带的电荷量也是不同的，带负电的蛋白质也是如此。
即使假设存在两种蛋白质所带的在同一pH下所带的电性和电荷量都相同，不同的蛋白质的分子量以及其折叠而成的空间结构决定了这两种蛋白质的表面电荷密度也是不同的。
以上论述的结论就是每一种蛋白质在同等条件下都有唯一的特征常数。
蛋白质的离子交换柱层析正是利用了这个蛋白质的特征设计的。
蛋白质离子交换层析在以离子交换剂为固定相，液体为流动相的系统中进行的。
蛋白质的特征常数决定了在相同pH下蛋白质与离子交换剂的亲和力是唯一的。
也就是说，在某一pH值的溶液中，不同的蛋白质所带的电荷密度存在差异，因而与离子交换剂的亲和力就有区别。
当洗脱液的pH改变或者盐的离子强度逐渐提高时，使某一种蛋白质的电荷被中和，与离子交换剂的亲和力降低，不同的蛋白质按所带电荷的强弱逐一被洗脱下来，从而达到分离的目的。
离子交换层析具有浓缩效应，可以实现低浓度蛋白质的提取，这是非常具有实际意义的。
层析柱柱效
层析柱柱效层析柱柱效是一种用于分离和分析混合物的技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本文将介绍层析柱柱效的原理、应用和发展趋势。
一、层析柱柱效的原理层析柱柱效是基于层析技术的一种分离方法，它利用不同物质在固定相和流动相之间的相互作用力差异来实现分离。
层析柱柱效中，两根柱子分别填充不同的固定相，流动相从两根柱子的顶部进入，经过固定相的作用，不同组分被分离出来，并从两根柱子的底部分别收集。
层析柱柱效的分离原理主要包括吸附、离子交换、分配和凝胶渗透等。
吸附层析柱柱效是利用固定相对样品中的目标物质具有吸附作用，实现目标物质的分离。
离子交换层析柱柱效则是通过样品中的离子与固定相上的离子交换，实现目标物质的分离。
分配层析柱柱效是利用样品中的目标物质在两个不同的相中分配比例不同，实现目标物质的分离。
凝胶渗透层析柱柱效是利用固定相的孔隙大小选择性地限制目标物质的渗透，实现目标物质的分离。
层析柱柱效在化学、生物、环境等领域具有广泛的应用。
在化学领域，层析柱柱效被广泛用于有机合成中的分离纯化、药物分析、天然产物提取等。
在生物领域，层析柱柱效被广泛应用于蛋白质纯化、酶活性分析、基因组分离等。
在环境领域，层析柱柱效被广泛用于水质分析、土壤污染物检测等。
层析柱柱效具有分离效果好、分离速度快、操作简单等优点，因此得到了广泛的应用。
同时，层析柱柱效也存在一些挑战和问题，如样品复杂性、固定相选择、柱效和流量控制等方面的优化。
因此，不断改进和发展层析柱柱效技术对于提高分离效果和提高分析速度具有重要意义。
三、层析柱柱效的发展趋势随着科学技术的不断发展，层析柱柱效也在不断演进和改进。
一方面，新型的固定相材料不断涌现，如疏水相、亲水相、离子交换相等，可以更好地适应不同样品的分离需求。
另一方面，自动化和智能化的层析柱柱效设备也不断出现，实现了对流动相、柱效、流量等参数的精确控制，提高了分析的准确性和稳定性。
层析柱柱效与其他分离技术的结合也是未来的发展方向。
mcx混合阳离子交换柱吸附
mcx混合阳离子交换柱吸附
MCX混合阳离子交换柱吸附是一种常用的柱层析技术，常用
于样品前处理和富集的过程中。
MCX（Mixed Cation Exchange）是一种强阳离子交换树脂，具有阴阳离子交换性能。
它通常是由一种架链聚合物引发反应，然后与氨基化合物发生反应制备而成。
MCX柱的固定相通常
是一种聚合物树脂，其表面带有交换官能团，如硫酸基或磺酸基，可以与阳离子进行吸附交换。
在MCX柱吸附过程中，样品中的阴阳离子会与柱子上的固定
相发生交换反应。
静态吸附条件下，阳离子会从样品中被固定相吸附，而阴离子则流出柱子。
接下来的洗脱步骤中，使用一种高盐浓度的洗脱缓冲液，使得原本吸附在固定相上的阳离子与高浓度盐洗脱下来。
MCX混合阳离子交换柱吸附可以应用于很多领域，如生物制药、食品安全、环境监测等。
它可以用于去除样品中的干扰物，富集目标物质，提高检测的灵敏度和准确性。
同时，也可以用于样品制备中，去除杂质，净化样品。
需要注意的是，在MCX柱吸附过程中，需要根据样品的特性
和需要进行柱的条件优化，如样品pH值、盐浓度等。
同时，
在洗脱步骤中，可以根据目标物质的亲和性调整洗脱缓冲液的浓度和组成，以获得更好的分离效果。
阴离子交换柱的原理
阴离子交换柱的原理阴离子交换柱是一种用于离子交换和分离的实验室装置。
它的主要原理是在柱中放置了一定量的阴离子交换树脂，当样品通过这个树脂柱时，它会被分离成不同的离子并被捕获在树脂中。
在这个过程中，阴离子交换柱的化学成分起着非常重要的作用。
阴离子交换柱的树脂化学成分阴离子交换柱中的树脂通常是由含有具有阴离子交换能力的功能基团的高分子糖构成的。
这些功能基团通常是负电荷的，如四乙基铵-碘离子、季铵盐、醋酸树脂等。
这些阴离子交换树脂能够吸附和分离带正电电荷的阳离子，而不被带负电荷的阴离子所吸附。
阴离子交换柱的使用原理使用阴离子交换柱时，样品被加入到柱的顶端，逐渐渗透到树脂层。
在这个过程中，样品中的离子会与树脂中的阴离子交换基团发生化学反应，导致不同离子的分离。
离子和基团之间的反应通常是通过离子扩散的方式完成的，离子通过扩散到基团的表面，与基团发生反应并被捕获。
例如，在分离硫酸根离子和氯离子时，硫酸根会通过扩散到树脂表面与基团反应，而氯离子则会被吸附在树脂内部。
这种分离取决于离子的大小、电荷以及树脂的化学成分。
阴离子交换柱的应用阴离子交换柱广泛应用于分离和提纯有机物和无机物。
它们常用于化学、生物和制药实验室中进行离子层析、蛋白质和酶的纯化。
此外，它们还可以用来分离和确定水中的无机污染物或存在于食品中的各种添加剂。
阴离子交换柱的优势与其他分离和纯化技术相比，阴离子交换柱具有许多优势。
它们可以实现高效的分离和提纯，在分离分子尺寸非常接近时仍然可以实现良好的分离效果，同时还可以量化分离的目标物。
总结阴离子交换柱是一种重要的实验室装置，其原理是利用阴离子交换树脂分离和捕捉离子。
柱内的树脂具有特定的化学成分和电荷特性，可与待分离的离子发生化学反应，从而实现分离和纯化。
阴离子交换柱广泛应用于化学、生物、制药和食品行业，其优势在于高效的分离，良好的分离效果和量化分离的目标物。
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。
离子交换柱层析原理
离子交换层析介质得应用离子交换层析分离纯化生物大分子得过程,主要就是利用各种分子得可离解性、离子得净电荷、表面电荷分布得电性差异而进行选择分离得。
现已成为分离纯化生化制品、蛋白质、多肽等物质中使用最频繁得纯化技术之一。
离子交换层析(IｏｎExcｈａnｇｅChromatｏgraphｙ简称为IＥC)就是以离子交换剂为固定相,依据流动相中得组分离子与交换剂上得平衡离子进行可逆交换时得结合力大小得差别而进行分离得一种层析方法。
离子交换层析就是目前生物化学领域中常用得一种层析方法,广泛得应用于各种生化物质如氨基酸、蛋白、糖类、核苷酸等得分离纯化。
1、离子交换层析得基本原理:ﻫ离子交换层析就是通过带电得溶质分子与离子交换层析介质中可交换离子进行交换而达到分离纯化得方法,也可以认为就是蛋白质分子中带电得氨基酸与带相反电荷得介质得骨架相互作用而达到分离纯化得方法。
离子交换层析法主要依赖电荷间得相互作用,利用带电分子中电荷得微小差异而进行分离,具有较高得分离容量。
几乎所有得生物大分子都就是极性得,都可使其带电,所以离子交换层析法已广泛用于生物大分子得分离、中等纯化及精制得各个步骤中。
由于离子交换层析法分辨率高,工作容量大,并容易操作,因此它不但在医药、化工、食品等领域成为独立得操作单元,也已成为蛋白质、多肽、核酸及大部分发酵产物分离纯化得一种重要得方法。
目前,在生化分离中约有75%得工艺采用离子交换层析法。
2、离子交换层析介质:离子交换层析得固定相就是离子交换剂,它就是由一类不溶于水得惰性高分子聚合物基质通过一定得化学反应共价结合上某种电荷基团形成得。
离子交换剂可以分为三部分:高分子聚合物基质、电荷基团与平衡离子。
电荷基团与高分子聚合物共价结合,形成一个带电得可进行离子交换得基团。
平衡离子就是结合于电荷基团上得相反离子,它能与溶液中其它得离子基团发生可逆得交换反应。
平衡离子带正电得离子交换剂能与带正电得离子基团发生交换作用,称为阳离子交换剂;平衡离子带负电得离子交换剂与带负电得离子基团发生交换作用,称为阴离子交换剂。
qsepharose柱层析法
qsepharose柱层析法qsepharose柱层析法是一种常用的蛋白质纯化技术，也是层析色谱法的一种应用。
本文将介绍qsepharose柱层析法的原理、操作步骤以及其在蛋白质纯化中的应用。
一、qsepharose柱层析法的原理qsepharose是一种阴离子交换层析介质，其基质为琼脂糖凝胶。
qsepharose柱层析法利用蛋白质表面带负电的残基与qsepharose 柱层析介质上的正电荷基团之间的静电作用相互吸附和解吸，实现蛋白质的纯化。
二、qsepharose柱层析法的操作步骤1. 柱层析前的准备工作(1) 根据实验需求选择合适的qsepharose柱层析介质和缓冲液。
(2) 将qsepharose柱层析介质放入柱子中，用缓冲液洗涤柱子，直至出现均匀的流体。
(3) 用缓冲液平衡柱子，通常是将柱子与缓冲液连接起来，让缓冲液从柱子中流出，直至流出的缓冲液与柱子中的缓冲液浓度相同。
2. 样品加载与洗脱(1) 将待纯化的蛋白质样品加入到平衡好的qsepharose柱中。
(2) 用缓冲液洗脱非特异结合的杂质，直至洗脱液中的蛋白质浓度降至背景水平。
(3) 用梯度洗脱法逐渐增加盐浓度，使目标蛋白质从柱子中洗脱。
三、qsepharose柱层析法在蛋白质纯化中的应用qsepharose柱层析法广泛应用于蛋白质的纯化和富集。
其优点包括操作简便、纯化效果好、适用范围广。
以下是qsepharose柱层析法在蛋白质纯化中的几个常见应用：1. 蛋白质富集qsepharose柱层析法可以根据蛋白质的表面电荷特性进行选择性富集。
例如，可以利用qsepharose柱层析法从复杂的样品中富集特定电荷的蛋白质。
2. 蛋白质纯化qsepharose柱层析法可以将目标蛋白质从其他杂质中纯化出来。
通过调节缓冲液的pH和离子强度，可以实现对不同电荷的蛋白质的分离。
3. 蛋白质结构研究qsepharose柱层析法可以用于蛋白质的结构研究。
实验八 离子交换柱层析
本次实验的特殊安排
此次实验6个人一组，全班共分8组，每组依次 接8个试管，一共接64个试管，8个组共同完成一个 实验。
组数 用量 筒接 试管 号 第一组 0 ml 第二组 8ml 第三组 16ml 第四组 24ml 第五组 32ml 第六组 40ml 第七组 48ml 第八组 56ml
1～8
9～16
17～24
25～32
33～40
41～48
49～56
57～64
如表所示： 用量筒接取本组相应数值的洗脱液后，再用试管接 取，每管接1ml,共接8个试管。
3. 氨基酸的洗脱： 准备64支刻度试管——编号——用移液管取1ml 混合氨基酸——加入柱中——然后马上开始用刻度 试管接洗脱液——每支试管接1ml（注意控制层析 柱的速度，慢一点较好）——同时注意层析柱中缓 冲液的液面不要低于滤纸，注意及时补充缓冲液， 保持液面不变 4. 测OD值: 收集60支试管后——每支试管中加入1 ml显色 剂——然后在沸水浴中加热15min——冷却——每 支试管加1.5ml 50％乙醇——搅拌均匀——静置 10min——测OD570nm，以第二管为参比管 5. 以洗脱体积为横坐标，以OD值为纵坐标作图。
实验八
离子交换柱 层析分离氨基酸
一 实验原理
各种氨基酸分子的结构不同， 在同一pH时与离子交换树脂的亲 和力有差异，因此可依亲和力从小 到大的顺序被洗脱液洗脱下来，达 到分离的效果。
二 实验步骤
1. 树脂的准备： 将干的树脂用水浸泡一天——然后用 2mol/L的HCl浸泡1h——然后再用2mol/L的 NaOH浸泡1h——然后用水洗至中性(已做好) 2. 装柱：——注意柱中不能有气泡 层析柱中先倒入2cm左右的缓冲液——将 洗至中性的树脂用缓冲液冲洗一遍——然后 将树脂倒入到层析柱中——装到离柱口2cm 处——然后剪一小圆形滤纸，垫在树脂上(注 意树脂不要跑到滤纸上面去)
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离子交换层析介质的应用离子交换层析分离纯化生物大分子的过程，主要是利用各种分子的可离解性、离子的净电荷、表面电荷分布的电性差异而进行选择分离的。
现已成为分离纯化生化制品、蛋白质、多肽等物质中使用最频繁的纯化技术之一。
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。
离子交换层析是目前生物化学领域中常用的一种层析方法，广泛的应用于各种生化物质如氨基酸、蛋白、糖类、核苷酸等的分离纯化。
1.离子交换层析的基本原理：离子交换层析是通过带电的溶质分子与离子交换层析介质中可交换离子进行交换而达到分离纯化的方法,也可以认为是蛋白质分子中带电的氨基酸与带相反电荷的介质的骨架相互作用而达到分离纯化的方法.离子交换层析法主要依赖电荷间的相互作用，利用带电分子中电荷的微小差异而进行分离，具有较高的分离容量。
几乎所有的生物大分子都是极性的，都可使其带电，所以离子交换层析法已广泛用于生物大分子的分离、中等纯化及精制的各个步骤中。
由于离子交换层析法分辨率高,工作容量大，并容易操作，因此它不但在医药、化工、食品等领域成为独立的操作单元，也已成为蛋白质、多肽、核酸及大部分发酵产物分离纯化的一种重要的方法。
目前，在生化分离中约有75％的工艺采用离子交换层析法。
2.离子交换层析介质：离子交换层析的固定相是离子交换剂,它是由一类不溶于水的惰性高分子聚合物基质通过一定的化学反应共价结合上某种电荷基团形成的。
离子交换剂可以分为三部分：高分子聚合物基质、电荷基团和平衡离子。
电荷基团与高分子聚合物共价结合,形成一个带电的可进行离子交换的基团。
平衡离子是结合于电荷基团上的相反离子,它能与溶液中其它的离子基团发生可逆的交换反应.平衡离子带正电的离子交换剂能与带正电的离子基团发生交换作用，称为阳离子交换剂；平衡离子带负电的离子交换剂与带负电的离子基团发生交换作用，称为阴离子交换剂。
在一定条件下，溶液中的某种离子基团可以把平衡离子置换出来，并通过电荷基团结合到固定相上,而平衡离子则进入流动相,这就是离子交换层析的基本置换反应。
通过在不同条件下的多次置换反应,就可以对溶液中不同的离子基团进行分离.下面以阴离子交换剂为例简单介绍离子交换层析的基本分离过程.阴离子交换剂的电荷基团带正电,装柱平衡后,与缓冲溶液中的带负电的平衡离子结合。
待分离溶液中可能有正电基团、负电基团和中性基团。
加样后，负电基团可以与平衡离子进行可逆的置换反应，而结合到离子交换剂上.而正电基团和中性基团则不能与离子交换剂结合,随流动相流出而被去除.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。
各种离子与离子交换剂上的电荷基团的结合是由静电力产生的，是一个可逆的过程.结合的强度与很多因素有关,包括离子交换剂的性质、离子本身的性质、离子强度、pH、温度、溶剂组成等等。
离子交换层析就是利用各种离子本身与离子交换剂结合力的差异，并通过改变离子强度、pH 等条件改变各种离子与离子交换剂的结合力而达到分离的目的.离子交换剂的电荷基团对不同的离子有不同的结合力。
一般来讲，离子价数越高，结合力越大；价数相同时，原子序数越高，结合力越大。
如阳离子交换剂对离子的结合力顺序为：Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+；Na+＜Ca2+＜Al3+＜Ti4+蛋白质等生物大分子通常呈两性,它们与离子交换剂的结合与它们的性质及pH 有较大关系。
以用阳离子交换剂分离蛋白质为例，在一定的pH 条件下，等电点pI 〈pH 的蛋白带负电，不能与阳离子交换剂结合；等电点pI > pH 的蛋白带正电,能与阳离子交换剂结合，一般pI 越大的蛋白与离子交换剂结合力越强.但由于生物样品的复杂性以及其它因素影响，一般生物大分子与离子交换剂的结合情况较难估计，往往要通过实验进行摸索.3.离子交换层析介质的种类和性质：3.1离子交换剂的基质：离子交换剂的大分子聚合物基质可以由多种材料制成,苯乙烯系离子交换剂是以苯乙烯和二乙烯苯合成的具有多孔网状结构的聚苯乙烯为基质。
苯乙烯系离子交换剂机械强度大、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、球状纤维素、葡聚糖、琼脂糖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。
3。
2离子交换剂的电荷基团：根据与基质共价结合的电荷基团的性质，可以将离子交换剂分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。
阳离子交换剂的电荷基团带负电，可以交换阳离子物质。
根据电荷基团的解离度不同，又可以分为强酸型、中等酸型和弱酸型三类。
它们的区别在于它们电荷基团完全解离的pH 范围，强酸型离子交换剂在较大的pH 范围内电荷基团完全解离，而弱酸型完全解离的pH 范围则较小，如羧甲基在pH小于6时就失去了交换能力。
一般结合磺酸基团,如磺酸甲基、磺酸乙基等为强酸型离子交换剂，结合磷酸基团和亚磷酸基团为中等酸型离子交换剂，结合酚羟基或羧基，如羧甲基为弱酸型离子交换剂。
一般来讲强酸型离子交换剂对H 离子的结合力比Na+离子小，弱酸型离子交换剂对H 离子的结合力比Na+离子大。
阴离子交换剂的电荷基团带正电，可以交换阴离子物质.同样根据电荷基团的解离度不同,可以分为强碱型、中等碱型和弱碱型三类.一般结合季胺基团，如季胺乙基为强碱型离子交换剂，结合叔胺、仲胺、伯胺等为中等或弱碱型离子交换剂，如结合二乙基氨基乙基为弱碱型离子交换剂。
一般来讲强碱型离子交换剂对OH-离子的结合力比Cl—离子小，弱酸型离子交换剂对OH—离子的结合力比Cl—离子大。
3.3交换容量：交换容量是指离子交换剂能提供交换离子的量，它反映离子交换剂与溶液中离子进行交换的能力。
通常所说的离子交换剂的交换容量是指离子交换剂所能提供交换离子的总量，又称为总交换容量，它只和离子交换剂本身的性质有关。
在实际实验中关心的是层析柱与样品中各个待分离组分进行交换时的交换容量，它不仅与所用的离子交换剂有关，还与实验条件有很大的关系,一般又称为有效交换容量。
后面提到的交换容量如未经说明都是指有效交换容量。
影响交换容量的因素很多，主要可以分为两个方面，一方面是离子交换剂颗粒大小、颗粒内孔隙大小以及所分离的样品组分的大小等的影响。
这些因素主要影响离子交换剂中能与样品组分进行作用的有效表面积。
样品组分与离子交换剂作用的表面积越大当然交换容量越高。
一般离子交换剂的孔隙应尽量能够让样品组分进入，这样样品组分与离子交换剂作用面积大.分离小分子样品，可以选择较小孔隙的交换剂，因为小分子可以自由的进入孔隙,而小孔隙离子交换剂的表面积大于大孔隙的离子交换剂。
对于较大分子样品,可以选择小颗粒交换剂，因为对于很大的分子，一般不能进入孔隙内部，交换只限于颗粒表面，而小颗粒的离子交换剂表面积大.另一些影响因素如实验中的离子强度、pH 值等主要影响样品中组分和离子交换剂的带电性质。
一般pH 对弱酸和弱碱型离子交换剂影响较大，如对于弱酸型离子交换剂在pH 较高时，电荷基团充分解离，交换容量大，而在较低的pH 时，电荷基团不易解离，交换容量小。
同时pH 也影响样品组分的带电性。
尤其对于蛋白质等两性物质，在离子交换层析中要选择合适的pH 以使样品组分能充分的与离子交换剂交换、结合。
一般来说，离子强度增大，交换容量下降。
实验中增大离子强度进行洗脱,就是要降低交换容量以将结合在离子交换剂上的样品组分洗脱下来。
离子交换剂的总交换容量通常以每毫克或每毫升交换剂含有可解离基团的毫克当量数（mmol/g或mmol/mL)来表示.通常可以由滴定法测定.阳离子交换剂首先用HCl 处理,使其平衡离子为H+。
再用水洗至中性,对于强酸型离子交换剂,用NaCl 充分置换出H+,再用标准浓度的NaOH 滴定生成的HCl，就可以计算出离子交换剂的交换容量；对于弱酸型离子交换剂，用一定量的碱将H+充分置换出来，再用酸滴定，计算出离子交换剂消耗的碱量，就可以算出交换容量.阴离子交换剂的交换容量也可以用类似的方法测定。
对于一些常用于蛋白质分离的离子交换剂也通常用每毫克或每毫升交换剂能够吸附某种蛋白质的量来表示,一般这种表示方法对于分离蛋白质等生物大分子具有更大的参考价值.实验前可以参阅相应的产品介绍了解各种离子交换剂的交换容量。
1。
离子交换剂的选择在进行分离纯化时，要求层析柱具有高负载量、易于操作及使用寿命长等特点，其中分离介质是最主要的影响因素，因此，分离介质的选择尤为重要。
1。
1品种的选择：应根据被分离纯化目标产物所带电荷的种类、分子的大小、物理化学性质及所处的微环境等因素，选择适宜的离子交换层析介质。
对于无机小分子而言，分离介质的选择相对容易，但对于生物大分子就必须考虑更多的因素。
蛋白质等生物大分子是由多种氨基酸所组成的，在不同的pH条件下显示不同的电性,而生物大分子对最适宜的pH环境具有特定的要求,因此，必须首先了解目标蛋白的等电点及适宜的微环境，根据这些条件选择合适的离子交换剂种类。
是选择阳离子交换剂还是选择阴离子交换剂，主要取决于被分离的物质在其稳定的pH 下所带的电荷,如果带正电，则选择阳离子交换剂；如带负电，则选择阴离子交换剂。
例如待分离的蛋白等电点为4，稳定的pH 范围为6~9,由于这时蛋白带负电，故应选择阴离子交换剂进行分离。
1.2骨架的选择:应根据目标产品的产量、要求达到的纯度及经济价值等因素，选择合适骨架（基质）的离子交换剂。
通用型的聚苯乙烯离子交换树脂具有结构稳定、价格低廉、全交换容量高等特点,适用于如抗生素、有机酸、动物资源或植物资源的有效成分等一般生化制品的提取分离工艺。
而对于要求分辨率高、制品纯度高的一些高附加值的基因工程产品，仍需使用纤维素、葡聚糖、琼脂糖为基质的生化分离专用介质。
纤维素离子交换剂价格较低，但分辨率和稳定性都较低，适于初步分离和大量制备。
葡聚糖离子交换剂的分辨率和价格适中，但受外界影响较大,体积可能随离子强度和pH 变化有较大改变，影响分辨率。
琼脂糖离子交换剂机械稳定性较好，分辨率也较高，但价格较贵.理想的分离介质应该不但易于吸附,还要易于洗脱，如果目标产物对于离子强度和pH值的变化不敏感,可以考虑采用高电荷密度的强酸性或强碱性的强型介质。