標簽:離子交換層析 蛋白質結構 電荷 離子交換色譜 離子交換樹脂

   離子交換層析也稱為離子交換色譜，它是利用樣品中帶電分子與色譜基質固定相中帶相反電荷的部分之間的相互作用。這種類型的分離很難使用其他技術，因為電荷很容易被所用緩沖液的 pH 值控制。兩種類型的離子交換分離總體來說是陽離子交換和陰離子交換。在交換過程中若是陰離子互換為固定相帶+電荷，相反在陽離子互換過程中，固定相帶負電荷。

離子交換層析色譜的原理

離子交換層析IEC 色譜法用于帶電生物分子的分離。含有帶電分子的粗樣品用作液相。當它通過色譜柱時，分子與固定相中帶相反電荷的位點結合。使用不同離子強度的溶液洗脫基于其電荷分離的分子。通過使這種溶液通過柱子，可根據(jù)分子的不同電荷進行高度選擇性的分離。

離子交換色譜程序的關鍵步驟：

1.將不純的蛋白質樣品以特定的 pH 值加載到離子交換色譜柱中。

2.帶電荷的蛋白質將與樹脂中帶相反電荷的官能團結合

3.鹽梯度用于洗脫分離的蛋白質。在低鹽濃度下，具有少量帶電基團的蛋白質被洗脫，而在較高鹽濃度下，具有多個帶電基團的蛋白質被洗脫。

4.通過洗滌柱子去除不需要的蛋白質和雜質。

     還可以根據(jù)等電點 (pI) 應用 pH 梯度來洗脫單個蛋白質，即蛋白質中的氨基酸帶有中性電荷并因此不會在電場中遷移的點。由于氨基酸是兩性離子化合物，它們包含具有正電荷和負電荷的基團。根據(jù)環(huán)境的 pH 值，蛋白質帶有正電荷、負電荷或零電荷。在它們的等電點，它們不會與柱樹脂中的帶電部分相互作用，因此會被洗脫。 

      使用陰離子交換樹脂可以使用降低的 pH 梯度來洗脫蛋白質，并且可以使用增加的 pH 梯度從陽離子交換樹脂中洗脫蛋白質。這是因為增加流動相的緩沖液 pH 值會導致蛋白質的質子化程度降低（帶正電荷的程度降低），因此它不能與帶負電荷的樹脂形成離子相互作用，從而導致被洗脫。相反，降低流動相的 pH 值會導致分子質子化程度更高（帶負電荷更少），從而使其洗脫。

離子交換層析中的離子交換樹脂選擇

      離子交換層析中的離子交換樹脂具有與固體基質共價連接的帶正電或帶負電的官能團。基質通常由纖維素、聚苯乙烯、瓊脂糖和聚丙烯酰胺制成。影響樹脂選擇的一些因素是陰離子或陽離子交換劑、流速、弱或強離子交換劑、樹脂的粒徑和結合能力。 天地人和的離子交換層析介質是以瓊脂糖凝膠為基質的，所以保留了較多天然多糖等成分具有較好的親水性以及孔等結構，與生物活性大分子的相容性良好，比較適用于蛋白、酶、多糖、核酸、質粒等的分離和純化。比如： Q Beads 6FF、IexCap Q 6FF、SP Beads 6FF、 IexCap SP 6FF、DEAE Beads 6FF、IexCap DEAE 6FF、 CM Beads 6FF、IexCap CM 6FF、Smac Q、 IexCap Smac Q、Smac Q 40、IexCap Smac Q 40、 Smac SPIexCap、Smac SP、Smac SP 40、 IexCap Smac SP 40等均屬于此類介質。

離子交換色譜的應用

   離子交換層析法具有廣泛的適用性、高容量和簡單性以及高分辨率是其成為普遍使用的分離方法該技術主要用于分離和純化帶電生物分子如多肽、蛋白質、多核苷酸和核酸。

其離子交換色譜法主要用于：

• 生命科學、基因組學、蛋白質學的應用，比如：白蛋白、重組生長因子、酶等血液成分的分離純化。
• 生物技術分析應用，例如：質量控制和過程監(jiān)控
• 食品與臨床研究：研究小麥品種及蛋白尿與不同腎臟疾病的相關性。
• 發(fā)酵：陽離子交換樹脂用于監(jiān)測 ?-半乳糖苷酶生產(chǎn)過程中的發(fā)酵過程。

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