ge陰離子交換層析介質

① 離子交換層析法原理是什麼

是以離子交換劑為固定相，依據流動相中的組分離子與交換劑上的平衡離子進行可逆交換時的結合力大小的差別，而進行分離的一種層析方法

② 離子交換層析可以用於哪些蛋白質的分離

可以分為陽離子交換層析和陰離子交換層析。
陽離子交換層析，使用含回有酸性基團的陽離子答交換樹脂等，可以結合待層析液中的陽離子，因而洗脫順序是，正電荷越多結合越緊密洗脫越晚。
陰離子交換層析則使用含有鹼性基團的交換樹脂，結合溶液中的含有陰離子基團的分子，因而負電荷越多結合越緊密，洗脫越晚。

③ 分離和預富集

鎵的分離和預富集方法，大致分為沉澱、溶劑萃取、離子交換與吸附、液膜分離、金屬鎘接鍍等方法。

62.1.2.1 沉澱分離法

含鎵的硝酸或硫酸溶液中，加入稍過量的鹽酸，可將銀沉澱除去。

在1.2mol/LHCl或H₂SO₄介質中，通入硫化氫可定量沉澱除鎘以外的所有硫化氫組金屬，從而與鎵分離，但鎘的沉澱不完全。

在乙酸銨介質中，過量丹寧在煮沸下可定量沉澱鎵(濾出灼燒後轉化為三氧化二鎵)，可與鎘、鋅、鈷、鎳、錳、鉈、鈹等分離。

在1.1mol/LH₂SO₄中，溫度低於20℃，加入60g/L銅鐵試劑和試樣的冷溶液，鎵生成白色沉澱析出(濾出灼燒後轉化三氧化二鎵)，可與鋁、鉻、銦、鈾(Ⅵ)、鈧、稀土元素等分離。

鎵與大量鐵的初步分離，可在近中性介質中先用鹽酸肼將鐵(Ⅲ)還原，繼滴加六次甲基四胺以沉澱鎵的氫氧化物;或用氫氧化鈉沉澱鐵(Ⅲ)、鋯、鈦、銦等的氫氧化物。在後一種分離法中，為使鐵(Ⅲ)沉澱得較完全，氫氧化鈉濃度勿超過0.3mol/L。銦在此條件下仍沉澱不完全，為使銦與鎵定量分離，氫氧化鈉濃度降至0.2mol/L。當有共沉澱劑如鎂存在時，沉澱微量銦可不受此限制。

62.1.2.2 溶劑萃取法

為了富集痕量鎵並與伴生元素分離，最有效的方法仍推薦溶劑萃取。在強酸介質中鎵可被醚類、酮類、有機磷(中性磷、酸性磷)類、胺類和鹼性染料類等萃取劑所萃取，在強鹼性介質中萃取鎵的研究不多。

在5.5～7.5mol/LHCl中，鎵可被含氧有機溶劑萃取。

當用乙醚萃取時，在6mol/LHCl中萃取效果最好，分配系數接近17。如用異丙醚萃取效率更高，最適宜的鹽酸酸度為6.5～7.5mol/L;在6mol/L、7mol/L、8mol/LHCl中鎵在兩相中的分配系數分別達到50、200、100。

酮類如丁酮和戊酮，酯類如乙酸丁酯、乙酸乙酯和乙酸戊酯等都是很好的萃取溶劑。由於乙酸丁酯揮發性和毒性較低，通常廣泛應用。從鹽酸介質中用上述溶液萃取鎵，能與鋁、銦、鎂、鹼土金屬、稀土元素、鈦、鋯、釷和鈾等許多金屬離子分離。與鎵一起被萃取的有鐵(Ⅲ)、金(Ⅲ)、鉈(Ⅲ)、鉬(Ⅵ)、鍺、錸(Ⅶ)、砷、銻(Ⅴ)、錫以及少量銅(Ⅱ)和鋅。當溶液中有還原劑如三氯化鈦等存在時，三價鐵、金、鉈和五價銻等被還原為低價或金屬狀態，可不被萃取。三氯化鈦還原鉈(Ⅲ)的速度較緩慢，當鉈量較高時，必須將溶液加熱或放置20min以上，才能還原完全。

在氫溴酸介質中，溴化鎵與溴化銦在5～6mol/L氫溴酸溶液中一起被乙酸丁酯(或乙醚)萃取。然後用6mol/LHCl從乙酸丁酯層中反萃取出銦，再用水反萃取出鎵。利用此分離方法連測鎵與銦。這種萃取分離體系，也可在溴化鈉-硫酸介質中進行。為了使鎵、銦萃取完全，水相中溴化鈉的量應在429g/L以上，而硫酸酸度在2.5～3mol/L為宜。如硫酸酸度大於3mol/L會使銦的萃取率降低;而小於2.5mol/L時，鎵的萃取率明顯下降。

8-羥基喹啉鎵螯合物可被三氯甲烷萃取，在不同pH條件下也可與許多元素分離。

鎵的溶劑萃取富集情況見表62.1。

表62.1 鎵的溶劑萃取富集情況

續表

62.1.2.3 離子交換與吸附法

(1)陰離子交換樹脂分離

在3.5～4mol/LHCl中，鎵被陰離子交換柱吸附，鹼金屬、鹼土金屬、稀土元素、釷、鎳、鋁、釩(Ⅳ)、鋯、鉿、鈧、鈦和錳等元素均流出。與鎵一起留在柱上的有鋅、錫(Ⅳ)、鉛、銻(Ⅲ)、鐵(Ⅲ)、鉍、鎘、鉬(Ⅵ)和部分鈾(Ⅵ)、鍺。然後用1mol/LHCl洗提鎵。除鐵(Ⅲ)外其他元素仍留在柱上。

(2)萃取色譜分離

a.CL-TBP樹脂分離。在6mol/LHCl介質中，靜態吸附率可達94.5%，0.5～1.5mol/LNH₄Cl溶液可定量洗脫被吸附的鎵。主要共存離子Zn²⁺、Al³⁺對吸附率影響不大，Fe³⁺、Fe²⁺能發生競爭吸附，導致Ga³⁺吸附率下降。

b.N₂₃₅萃取分離柱。在大於4mol/L的HCl介質中，鎵完全被吸附。Pb²⁺、Sn²⁺不被吸附，用0.25～1.50mol/LH₂SO₄可完全洗脫鎵，本法用於鉛錫合金中鎵的分離和測定。

c.P₅₀₇萃取色譜分離。在pH1.5～1.7時，Ga³⁺、In³⁺、Al³⁺、Bi³⁺被定量萃取，少量Zn²⁺被萃取，Fe²⁺、Cu²⁺、Tl⁺、Mn²⁺、Sb³⁺、Ge⁴⁺完全分離，0.5mol/LH₂SO₄淋洗出鎵和鋁，1mol/LH₂SO₄淋洗出鉍，1mol/LHCl淋洗出銦，試樣中鋁含量小於400μg時，用5-Br-PADAP比色法不幹擾鎵的測定。

d.P₃₅₀萃取色譜分離。其不同分離方式見表62.2。

表62.2 P₃₅₀的不同分離方式

常見伴生離子經柱分離後均不影響其回收，本法適用於硅酸鹽、鋁土礦、鉛鋅礦及合金試樣鎵的富集。

e.聚四氟乙烯-乙醚柱萃取色譜分離。在抗壞血酸存在下，當HBr濃度在5～8mol/L時，Ga³⁺、In³⁺均可被定量萃取層析;HBr濃度小於2mol/L時，可定量洗脫鎵;當HCl濃度大於3mol/L時，可定量洗脫銦，而與Fe³⁺、Tl³⁺、Mo⁶⁺、Au³⁺、Ti⁴⁺、Bi³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺等多種離子分離。方法適用地質試樣中微量鎵、銦的連續分離與測定。

f.TBP萃淋樹脂分離。在3～4mol/LHCl介質中，Ga³⁺被定量吸附，用3.5mol/LHCl-10g/L抗壞血酸-5g/L氨三乙酸溶液洗去雜質，淋洗液體積至100mL時，Ga的回收率在95%以上，可完全除去Fe²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺，而Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺不滯留柱上;Cu²⁺大於0.5mg時，可用2mol/LNaOH沉澱分離除去後上柱，殘余Cu淋洗液分離，樹脂上的Ga可用水定量洗脫，方法適合於復雜地質試樣的測定。

g.CL-P204［二(2-乙基己基)磷酸］萃淋樹脂分離。在pH2.5條件下，可定量吸附Zn²⁺、Ga³⁺、In³⁺，分別以0.1、0.5和3.0mol/LHCl分別洗脫Zn²⁺、Ga²⁺、In³⁺。靜態吸附容量分別為48.5mg/gIn³⁺，43.2mg/gGa³⁺;動態吸附容量為47.3mg/gIn³⁺，42.3mg/gGa³⁺。

62.1.2.4 液膜分離法

(1)TOPO-N205-液體石蠟-正己烷-H₂C₂O₄液膜體系

膜相以TOPO-N205-液體石蠟-正己烷(6+5+4+85)組成，20g/LH₂C₂O₄溶液為內相，外相為pH1.5的試液。油內比(體積)為1+1，乳水比(體積)為15+100，溫度為15～36℃，富集時間10min。鎵的遷移富集率達99.5%以上，在酒石酸、氟硼酸鈉、抗壞血酸、硫化甘醇的聯合掩劑下，遷移200μgGa，100mgCu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、鹼金屬及鹼金屬離子等，都不被遷移富集。大量Cl^-、F^-、NO^-₃、SO^2-₄、PO^3-₄等不影響富集Ga³⁺，高硅可預先用氫氟酸除去。方法精密度≤4.2%，回收率99.5%～100.4%。

(2)P₃₅₀-L113B-液體石蠟-磺化煤油-HCl液膜體系

膜相以P₃₅₀-L113B-液體石蠟-磺化煤油(10+5+4+81)組成，內相0.25mol/LHCl，油內比1+1，乳水比20+100，溫度15～36℃，富集時間10min。在抗壞血酸和硫甘醇掩蔽下，鎵的富集率為99.4%～100.5%。遷移200μg鎵，100mg的Al³⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Sn⁴⁺、In³⁺，鹼金屬和鹼土金屬離子等，都不被遷移，Cl^-、F^-、N0^-₃、SO^2-₄、PO^3-₄等不影響遷移富集鎵。高硅可預先用氫氟酸揮發除去。方法選擇性高，精密度≤5.3%，適用於富集鋁土礦、銅礦和煙塵中的鎵。

62.1.2.5 金屬鎘接鍍法

金屬鎘接鍍法是當試樣中砷、銻、銅、汞、鉍、金和鉑等元素含量很高時，可在3mol/LHCl中，加熱至40℃左右，加1～3g金屬鎘屑，不斷搖動，放置10min以上，再加少量金屬鎘屑直至金屬光澤不變為止。用棉團過濾，3mol/LHCl洗滌。鎵定量留在溶液中。

④ 離子交換層析的具體操作

對於離子交換纖維素要用流水洗去少量碎的不易沉澱的顆粒，以保證有較好的均勻度，對於已溶脹好的產品則不必經這一步驟。溶脹的交換劑使用前要用稀酸或稀鹼處理，使之成為帶H+或OH-的交換劑型。陰離子交換劑常用「鹼-酸-鹼」處理，使最終轉為-OH-型或鹽型交換劑；對於陽離子交換劑則用「酸-鹼-酸」處理，使最終轉為-H-型交換劑。
洗滌好的纖維素使用前必須平衡至所需的pH和離子強度。已平衡的交換劑在裝柱前還要減壓除氣泡。為了避免顆粒大小不等的交換劑在自然沉降時分層，要適當加壓裝柱，同時使柱床壓緊，減少死體積，有利於解析度的提高。
柱子裝好後再用起始緩沖液淋洗，直至達到充分平衡方可使用。 加樣：
層析所用的樣品應與起始緩沖液有相同的pH和離子強度，所選定的pH值應落在交換劑與被結合物有相反電荷的范圍，同時要注意離子強度應低，可用透析、凝膠過濾或稀釋法達此目的。樣品中的不溶物應在透析後或凝膠過濾前，以離心法除去。為了達到滿意的分離效果，上樣量要適當，不要超過柱的負荷能力。柱的負荷能力可用交換容量來推算，通常上樣量為交換劑交換總量的1%-5%。 已結合樣品的離子交換前，可通過改變溶液的pH或改變離子強度的方法將結合物洗脫，也可同時改變pH與離子強度。為了使復雜的組份分離完全，往往需要逐步改變pH或離子強度，其中最簡單的方法是階段洗脫法，即分次將不同pH與離子強度的溶液加入，使不同成分逐步洗脫。由於這種洗脫pH與離子強度的變化大，使許多洗脫體積相近的成分同時洗脫，純度較差，不適宜精細的分離。最好的洗脫方法是連續梯度洗脫，洗脫裝置見圖16-6.兩個容器放於同一水平上，第一個容器盛有一定pH的緩沖液，第二個容器含有高鹽濃度或不同pH的緩沖液，兩容器連通，第一個容器與柱相連，當溶液由第一容器流入柱時，第二容器中的溶液就會自動來補充，經攪拌與第一容器的溶液相混合，這樣流入柱中的緩沖液的洗脫能力即成梯度變化。第一容器中任何時間的濃度都可用下式進行計算：
C=C2-(C2-C1)(1-V)A2/A1
式中A1、A2分別代表兩容器的截面積：C1、C2分別表示容器中溶液的濃度；V為流出體積對總體積之比。當A1=A2時為線性梯度，當A1>A2時為凹形梯度，A1>A2時為凸形梯度。
洗脫時應滿足以下要求：
①洗脫液體積應足夠大，一般要幾十倍於床體積，從而使分離的各峰不至於太擁擠。
②梯度的上限要足夠高，使緊密吸附的物質能被洗脫下來。
③梯度不要上升太快，要恰好使移動的區帶在快到柱末端時達到解吸狀態。目的物的過早解吸，會引起區帶擴散；而目的物的過晚解吸會使峰形過寬。
洗脫餾份的分析按一定體積（5-10ml/管）收集的洗脫液可逐管進行測定，得到層析圖譜。依實驗目的的不同，可採用適宜的檢測方法（生物活性測定、免疫學測定等）確定圖譜中目的物的位置，並回收目的物。
離子交換劑的再生與保存離子交換劑可在柱上再生。如離子交換纖維素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有強吸附物則可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物質則可用非離子型去污劑洗柱後再生，也可用乙醇洗滌，其順序為：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20%NaOH-水。保存離子交換劑時要加防腐劑。對陰離子交換劑宜用0.002%氯已定（洗必泰），陽離子交換劑可用乙基硫柳汞（0.005%）。有些產品建議用0.02%疊氮鈉。

⑤ 離子交換層析中流出物質順序是什麼

若用離子交換層析分離物質，以蛋白質為例，離子交換層析中，基質是由帶有電荷的樹脂或纖維素組成。帶有正電荷的稱之陰離子交換樹脂；而帶有負電荷的稱之陽離子樹脂。離子交換層析同樣可以用於蛋白質的分離純化。

由於蛋白質也有等電點，當蛋白質處於不同的pH條件下，其帶電狀況也不同。陰離子交換基質結合帶有負電荷的蛋白質，所以這類蛋白質被留在柱子上，然後通過提高洗脫液中的鹽濃度等措施，將吸附在柱子上的蛋白質洗脫下來。結合較弱的蛋白質首先被洗脫下來。

反之陽離子交換基質結合帶有正電荷的蛋白質，結合的蛋白可以通過逐步增加洗脫液中的鹽濃度或是提高洗脫液的pH值洗脫下來。

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對於離子交換纖維素要用流水洗去少量碎的不易沉澱的顆粒，以保證有較好的均勻度，對於已溶脹好的產品則不必經這一步驟。

溶脹的交換劑使用前要用稀酸或稀鹼處理，使之成為帶H+或OH-的交換劑型。陰離子交換劑常用「鹼-酸-鹼」處理，使最終轉為-OH-型或鹽型交換劑；對於陽離子交換劑則用「酸-鹼-酸」處理，使最終轉為-H-型交換劑。

梯度不要上升太快，要恰好使移動的區帶在快到柱末端時達到解吸狀態。目的物的過早解吸，會引起區帶擴散；而目的物的過晚解吸會使峰形過寬。

⑥ 請教離子交換層析與親和層析方面的問題

親和層析是通過層析介質表面鍵合的配基與目標物質特異性吸附，然後非目標物流穿，再改變流動相是目標物質的特異性吸附消失，從而達到純化目的。凝膠層析是通過層析介質孔徑的設定，使分子量大小相差比較大的物質通過的路徑不一樣，從而達到分離效果。離子交換是通過層析介質表面的帶電荷的基團與目標之間產生吸附，通過改變鹽濃度使吸附力的大小改變，從而使不同的物質解吸的速度不一樣，達到分離的效果。離子交換又分陰離子交換和陽離子交換。一般來說以上三種，離子交換應用面最廣，親和特異性最好，體積排阻的話只能對分子量差距很明顯的物質進行分離。

⑦ 離子交換層析的原理是什麼 已解決

離子交換層析法是從復雜的混合物中，分離性質相似大分子的方法之一，依據的原理是物內質的酸鹼性容，極性，所帶陰陽離子的不同。電荷不同的物質，對管柱上的離子交換劑有不同的親和力，改變沖洗液的離子強度和pH值，物質就能依次從層析柱中分離出來。

層析開始前，功能基團與反離子穩定結合，就與反離子發生可逆交換，與層析劑結合被固定下來。因為鹽離子可以與底物競爭功能基團，鹽濃度越高樣品與層析劑結合越不緊密，易被洗脫下來。不同物質與層析劑結合程度不同，洗脫下來的時間不同，因此得以分開。

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離子交換劑的選擇首重保持欲分離物質的生物活性，以及在不同pH值環境中，此物質所帶的電荷和電性強弱，陰陽離子交換劑的選擇若被分離物質帶正電荷，這些鹼性蛋白質，它們在酸性溶液中較穩定，親和力強，故採用陽離子交換劑。

在鹼性溶液中較穩定，則使用陰離子交換劑，如果欲分離的物質是兩性離子，一般考慮在它穩定的pH范圍帶有何種電荷，作為交換劑的選擇。離子交換劑的再生與保存離子交換劑可在柱上再生，若有脂溶性物質則可用非離子型去污劑洗柱後再生，也可用乙醇洗滌。

⑧ 一般，用於分離蛋白質的離子交換層析，應該用陰離子交換樹脂，還是陽離子交換樹脂

氨基酸一般用強酸性陽離子交換樹脂，蛋白質用陰離子交換樹脂

⑨ 老師，離子交換層析中，陰離子交換樹脂，帶正電，吸附負電荷，帶負電

交換陽離子（就是正離子），自身帶負電荷
ps：陽離子交換樹脂帶的是負電荷，不是正電荷

⑩ 離子交換層析可用於哪些種類蛋白質的分離

離子交換層析是利用蛋白質在不同PH帶不同種電荷的方法，利用離子交換的方法分離專蛋白的。
離子交換屬內的介質一般是樹脂，陽離子交換型的，使用前樹脂先用鹼處理成鈉型，將氨基酸混合液（pH=2-3)上柱，pH=2-3時，氨基酸主要以陽離子形式存在，與樹脂上的鈉離子發生交換而被「掛」在樹脂上，再用洗脫劑洗脫。不同的氨基酸（帶的電荷不同）與樹脂的親和力不同，要將其分離洗脫下來，需要降低它們之間的親和力，方法是逐步提高洗脫劑的pH和鹽濃度，這樣各種氨基酸將以不同的速度被洗脫下來，反之亦然。

不同反荷離子與樹脂親和力是不同的，其強弱關系為陽性競爭離子：Ag+〉CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 陰性競爭離子：I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某種離子溶液洗脫效果不好，可用另一種親和力強的離子代替之，等電點＞7選擇陽離子交換樹脂，等電點＜7選擇陰離子交換樹脂。