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主题：【资料】离子交换柱和填料选择指南

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发表于：2009/06/12 08:58:29 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

离子交换柱和填料选择指南，同样是GE health（并购了Amersham）提供的资料。

离子交换柱和填料选择指南

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离子交换柱和填料选择指南

该帖子作者被版主 dong3626加 1积分， 2经验，加分理由：谢谢分享！

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2009/6/14 23:03:02 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

采用离子交换柱纯化蛋白时，洗脱采用的离子强度的大小范围应该如何确定，可以根据什么来调整洗脱时的离子强度？

离子交换纯化是利用离子交换剂上的可解离基团（活性基团）对各种离子的亲和力不一样人达到分离的目的的一种分离技术。离子交换剂是含有若干活性基团的不溶性物质，即在不溶性母体上引入若干可解离基团而成，根据引入解离基团的不同，可以分为阳离子交换剂和阴离子交换剂。各种离子对离子交换剂的亲和力各不相同，亲和力随离子的价数与原子序数增加而增加，而随离子水化膜半径的增加而降低。对具体离子交换纯化，需要主要离子交换剂的选择和处理。洗脱不同蛋白的最恰当的离子强度液不一定一样，通常采用浓度梯度和PH梯度相结合的方式洗脱，纯化不同的蛋白最好先摸一摸洗脱液的离子浓度和PH值，其具体的离子浓度范围可以很大，0.01mol/l到1mol/l，甚至3.0mol/l，PH值的范围液很广。
因为蛋白是通过静电引力可逆的结合在离子交换树脂上，要使蛋白与离子交换树脂之间离子键打开，最常用的方法就是加大反荷离子的浓度。不同反荷离子与树脂亲和力是不同的，其强弱关系为：阳性竞争离子：Ag+》CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 阴性竞争离子：I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某种离子溶液洗脱效果不好，可用另一种亲和力强的离子代替。
离子交换柱属于弱离子交换剂，只有在一定的pH值范围内，才能有离子交换能力。

该帖子作者被版主 zhang8826857加 1积分， 2经验，加分理由：大力鼓励来本板块交流

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2009/6/14 23:04:15 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

离子交换剂的选择，首重保持欲分离物质的生物活性，以及在不同pH值环境中，此物质所带的电荷和电性强弱。
1. 阴阳离子交换剂的选择
若被分离物质带正电荷，例如polymyxin、 cytochrome C这些碱性蛋白质，它们在酸性溶液中较稳定，亲和力强，故采用阳离子交换剂；其它像heparin、nucleic acid这类酸性物质，在碱性溶液中较稳定，则使用阴离子交换剂；如果欲分离的物质是两性离子，一般考虑在它稳定的pH范围带有何种电荷，作为交换剂的选择。以胰岛素（insulin）为例，它的等电点为pH 5.3，因此在pH<5.3（酸性）溶液中，采用阳离子交换剂，在pH>5.3的碱性溶液中，使用阴离子交换剂。
简言之，已知等电点的物质，在高于等电点的pH条件下，因带有负电荷，应采用阴离子交换，在低于等电点的pH下，则采用阳离子交换。未知等电点的物质，在一定pH条件下进行电泳，向阳极移动较快的物质，在同样条件下可被阴离子交换剂吸附，向阴极移动较快的物质可被阳离子交换剂吸附。
2. 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。

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2009/6/14 23:05:50 马扎管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

离子交换应用

1）水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于水中的各种阴阳离子的去除。目前，离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上，其次是原子能、半导体、电子工业等。

2）食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。

3）制药行业
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。

4）合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制备，就是用大孔型离子交换树脂作催化剂，由异丁烯与甲醇反应而成，代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。

5）环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。

6）湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

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