离子交换层析(Ion-exchange Chromatography)
离子交换层析是利用离子交换剂对需要分离的各种离子具有不同的亲和力(静电引力)而达到分离目的的层析技术。离子交换层析的固定相是离子交换剂，流动相是具有一定pH和一定离子强度的电解质溶液。
离子交换剂是具有酸性或碱性基团的不溶性高分子化合物，这些带电荷的酸性或碱性基团与其母体以共价键相连，这些基团所吸引的阳离子或阴离子可以与水溶液中的阳离子或阴离子进行可逆的交换。因此根据可交换离子的性质将离子交换剂分为两大类：阳离子交换剂和阴离子交换剂(图3-3)。
据离子交换剂的化学性质，可将其分为离子交换树脂、离子交换纤维素和离子交换葡聚糖等多种。
离子交换树脂是人工合成的高分子化合物，生化实验中所用的离子交换树脂多为交联聚苯乙稀衍生物。离子交换树脂多用于样品去离子，从废液中回收所需的离子和水的处理等。由于它可使不稳定的生物大分子变性，因此不适用于对生物样品进行分离。上海创赛科技提供阳离子交换树脂，Amberlite®，IRP-69，55464-99-8，商品编号：C16-A11394-100g，价格295元。
离子交换纤维素(图3-4)可用于生物大分子的分离。其缺点是分子形态不规则，孔隙不均一，对要求非常严格的试验尚不够满意。
较为理想的离子交换剂是离子交换葡聚糖凝胶和离子交换琼脂糖凝胶。它们具有颗粒整齐，孔径均一等优点，往往得到较好的分离效果。上海创赛科技提供阴离子交换树脂，Amberlite®，IRA402 chloride form，氯型，52439-77-7，商品编号：C16-A11188-250g，价格195元。
根据各种离子交换剂所带酸性和碱性功能团的不同和其解离能力的差异，各种交换剂又可进一步分为强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型四种，现列于表3-1。
离子交换层析的基本过程是：离子交换剂经适当处理装柱后，应该先用酸或碱处理(视具体情况可用一定pH 的缓冲液处理)，使离子交换剂变成相应的离子型(阳离子交换剂带负电并吸引相反离子H+，阴离子交换剂带正电并吸引相反离子OH-，加入样品后，使样品与交换剂所吸引的相反离子(H+或OH-)进行交换，样品中待分离物质便通过共价键吸附于离子交换剂上(图3-5)，然后用基本上不会改变交换剂对样品离子亲和状态的溶液(如起始缓冲液)充分冲洗，使未吸附的物质洗出。洗脱待分离物质常用两种方法，一是制作电解质浓度梯度，即离子强度梯度。通过不断增加离子强度，吸附到交换剂上的物质根据其静电引力的大小而不断竞争性的洗脱下来;二是制作pH梯度，影响样品电离能力，也使交换剂与样品离子亲和力下降，当pH梯度接近各样品离子的等电点时，该离子就被洗脱下来。在实际工作中，离子强度梯度和pH梯度可以是连续的(称连续梯度洗脱)，也可以是不连续的(称阶段洗脱)。
一般来讲，前者分离的效果比后者的分离效果理想，梯度洗脱需要梯度混合器来制造离子强度梯度或pH 梯度。图3-6 为最简单的一种梯度混合器，它由两个容器组成，两容器之间以连通管相连接，与出口连接的容器装有搅拌装置，内盛起始洗脱液，此洗脱液代表开始洗脱的离子强度(或起始pH);另一容器内盛有终末洗脱液，此洗脱液代表洗脱的最后离子强度(或最后pH)。在洗脱过程中，由于终末洗脱液不断进入起始洗脱液中，并不断被搅拌均匀，所以流出的洗脱液成分不断的由起始状态向终末状态演变形成连续的梯度变化。
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