? 1. 離子交換劑的基質(zhì)

離子交換劑的大分子聚合物基質(zhì)可以由多種材料制成，聚苯乙烯離子交換劑（又稱為聚苯乙烯樹脂）是以苯乙烯和二乙烯苯合成的具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯為基質(zhì)。聚苯乙烯離子交換劑機械強度大、流速快。但它與水的親和力較小，具有較強的疏水性，容易引起蛋白的變性。故一般常用于分離小分子物質(zhì)，如無機離子、氨基酸、核苷酸等。以纖維素（Cellulose）、球狀纖維素（Sephacel）、葡聚糖（Sephadex）、瓊脂糖（Sepharose）為基質(zhì)的離子交換劑都與水有較強的親和力，適合于分離蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)，葡聚糖離子交換劑一般以Sephadex G－25和G－50為基質(zhì)，瓊脂糖離子交換劑一般以Sepharose CL－6B為基質(zhì)。關(guān)于這些離子交換劑的性質(zhì)可以參閱相應(yīng)的產(chǎn)品介紹。

? 2. 離子交換劑的電荷基團

根據(jù)與基質(zhì)共價結(jié)合的電荷基團的性質(zhì)，可以將離子交換劑分為陽離子交換劑和陰離子交換劑。

OHPO2H）為中等酸型離子交換劑，結(jié)合酚羥基（PO3H2）和亞磷酸基團（SO3H），如磺酸甲基（簡寫為SM）、磺酸乙基（SE）等為強酸型離子交換劑，結(jié)合磷酸基團（陽離子交換劑的電荷基團帶負電，可以交換陽離子物質(zhì)。根據(jù)電荷基團的解離度不同，又可以分為強酸型、中等酸型和弱酸型三類。它們的區(qū)別在于它們電荷基團完全解離的pH范圍，強酸型離子交換劑在較大的pH范圍內(nèi)電荷基團完全解離，而弱酸型完全解離的pH范圍則較小，如羧甲基在pH小于6時就失去了交換能力。一般結(jié)合磺酸基團（ COOH），如羧甲基（CM）為弱酸型離子交換劑。一般來講強酸型離子交換劑對H離子的結(jié)合力比Na+離子小，弱酸型離子交換劑對H離子的結(jié)合力比Na+離子大。）或羧基（

離子大。離子的結(jié)合力比Cl離子小，弱酸型離子交換劑對OH離子的結(jié)合力比ClNHCH3）、伯胺（-NH2）等為中等或弱堿型離子交換劑，如結(jié)合二乙基氨基乙基（DEAE）為弱堿型離子交換劑。一般來講強堿型離子交換劑對OHN(CH3)2）、仲胺（N(CH3)3），如季胺乙基（QAE）為強堿型離子交換劑，結(jié)合叔胺（陰離子交換劑的電荷基團帶正電，可以交換陰離子物質(zhì)。同樣根據(jù)電荷基團的解離度不同，可以分為強堿型、中等堿型和弱堿型三類。一般結(jié)合季胺基團（

? 3. 交換容量

交換容量是指離子交換劑能提供交換離子的量，它反映離子交換劑與溶液中離子進行交換的能力。通常所說的離子交換劑的交換容量是指離子交換劑所能提供交換離子的總量，又稱為總交換容量，它只和離子交換劑本身的性質(zhì)有關(guān)。在實際實驗中關(guān)心的是層析柱與樣品中各個待分離組分進行交換時的交換容量，它不僅與所用的離子交換劑有關(guān)，還與實驗條件有很大的關(guān)系，一般又稱為有效交換容量。后面提到的交換容量如未經(jīng)說明都是指有效交換容量。

影響交換容量的因素很多，主要可以分為兩個方面，一方面是離子交換劑顆粒大小、顆粒內(nèi)孔隙大小以及所分離的樣品組分的大小等的影響。這些因素主要影響離子交換劑中能與樣品組分進行作用的有效表面積。樣品組分與離子交換劑作用的表面積越大當然交換容量越高。一般離子交換劑的孔隙應(yīng)盡量能夠讓樣品組分進入，這樣樣品組分與離子交換劑作用面積大。分離小分子樣品，可以選擇較小孔隙的交換劑，因為小分子可以自由的進入孔隙，而小孔隙離子交換劑的表面積大于大孔隙的離子交換劑。對于較大分子樣品，可以選擇小顆粒交換劑，因為對于很大的分子，一般不能進入孔隙內(nèi)部，交換只限于顆粒表面，而小顆粒的離子交換劑表面積大。

另一些影響因素如實驗中的離子強度、pH值等主要影響樣品中組分和離子交換劑的帶電性質(zhì)。一般pH對弱酸和弱堿型離子交換劑影響較大，如對于弱酸型離子交換劑在pH較高時，電荷基團充分解離，交換容量大，而在較低的pH時，電荷基團不易解離，交換容量小。同時pH也影響樣品組分的帶電性。尤其對于蛋白質(zhì)等兩性物質(zhì)，在離子交換層析中要選擇合適的pH以使樣品組分能充分的與離子交換劑交換、結(jié)合。一般來說，離子強度增大，交換容量下降。實驗中增大離子強度進行洗脫，就是要降低交換容量以將結(jié)合在離子交換劑上的樣品組分洗脫下來。

離子交換劑的總交換容量通常以每毫克或每毫升交換劑含有可解離基團的毫克當量數(shù)（meq / mg或meq / 充分置換出來，再用酸滴定，計算出離子交換劑消耗的堿量，就可以算出交換容量。陰離子交換劑的交換容量也可以用類似的方法測定。，再用標準濃度的NaOH滴定生成的HCl，就可以計算出離子交換劑的交換容量；對于弱酸型離子交換劑，用一定量的堿將H。再用水洗至中性，對于強酸型離子交換劑，用NaCl充分置換出Hml）來表示。通?？梢杂傻味ǚy定。陽離子交換劑首先用HCl處理，使其平衡離子為H

對于一些常用于蛋白質(zhì)分離的離子交換劑也通常用每毫克或每毫升交換劑能夠吸附某種蛋白質(zhì)的量來表示，一般這種表示方法對于分離蛋白質(zhì)等生物大分子具有更大的參考價值。實驗前可以參閱相應(yīng)的產(chǎn)品介紹了解各種離子交換劑的交換容量。