A. 簡述離子交換色譜法
離子交換色譜法(ion exchange chromatography,IEC)
離子色譜分析法出現在20世紀70年代,80年代迅速發展起來,以無機、特別是無機陰離子混合物為主要分析對象。
離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發生離子交換的能力差異來實現分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂,樹脂分子結構中存在許多可以電離的活性中心,待分離組分中的離子會與這些活性中心發生離子交換,形成離子交換平衡,從而在流動相與固定相之間形成分配。固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心,並隨著流動相的運動而運動,最終實現分離。
表達式
離子交換色譜的分配系數又叫做選擇系數,其表達式為:
K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}
其中[RX + ]表示與離子交換樹脂活性中心結合的離子濃度,[X + ]表示游離於流動相中的離子濃度
分離原理
離子交換色譜(ion exchange chromatography,IEC)以離子交換樹脂作為固定相,樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時,組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。
陽離子交換:
陰離子交換:
式中"--"表示在固定相上,Kxy和Kzm是交換反應的平衡常數,Z+和X-代表被分析的組分離子。M+和Y-表示樹脂上可交換的離子團。
離子交換反應的平衡常數分別為:
陽離子交換:
陰離子交換:
平衡常數K值越大,表示組分的離子與離子交換樹脂的相互作用越強。由於不同的物質在溶劑中離解後,對離子交換中心具有不同的親合力,因此具有不同的平衡常數。親合力大的,在柱中的停留時間長,具有高的保留值。
固定相
離子交換色譜常用的固定相為離子交換樹脂。目前常用的離子交換樹脂分為三種形式,一是常見的純離子交換樹脂。第二種是玻璃珠等硬芯子表面塗一層樹脂薄層構成的表面層離子交換樹脂,第三種為大孔徑網路型樹脂。它們各有特點,例如第二種樹脂有很高的柱效,但它的柱容量不大;第三種樹脂適用於非水溶液中物質的分離,因為它們的孔徑和內表面積大,不需要用水溶脹,便可滿意地使用。
典型的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交聯共聚而成:
其中,二乙烯基苯起了交聯和加牢整個構型的作用,其含量決定了樹脂交聯度大小。交聯度一般控制在4%~16%范圍內,高度交聯的樹脂較硬而且脆,也較滲透,但選擇性較好。在基體網狀結構上引入各種不同酸鹼基團作為可交換的離於基團。
按結合的基團不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂上具有與樣品中陽離子交換的基團。陽離子交換樹脂又可分為強酸性和弱酸性樹脂。強酸性陽離子交換樹脂所帶的基團為磷酸基(一),其中和有機聚合物牢固結合形成固定部分,是可流動的能為其他陽離子所交換的離子。
陰離子交換樹脂具有與樣品中陰離子交換的基團。陰離子交換樹脂也可分為強鹼性和弱鹼性樹脂。
陰離子交換樹脂屬強鹼性,它是由有機聚合物骨架和一季胺鹼基團所組成,它帶有正電荷。而與相反的是可以移動的部分,它能被其它陰離子所交換
流動相
離子交換色譜的流動相最常使用水緩沖溶液,有時也使用有機溶劑如甲醇,或乙醇同水緩沖溶液混合使用,以提供特殊的選擇性,並改善樣品的溶解度。
離子交換色譜所用的緩沖液,通常用下列化合物配製:鈉、鉀、被的檸檬酸鹽,磷酸鹽,甲酸鹽與其相應的酸混合成酸性緩沖液或氫氧化鈉混合成鹼性緩沖液等。
B. 用於測定蛋白大分子的離子色譜柱是陰離子還是陽離子色譜柱
高效色譜柱可以通過陰陽離子交換色譜方式進行分析和分離生物分子的。在任何一種離子交換模式下,產品既有甲基丙烯酸基體,又有硅膠基體的色譜柱。蛋白質、多肽、DNA和寡核苷酸衍生出來的RNA以及其它的核酸片斷是TSK-GE陰離子交換分析和分離的典型樣品。
我公司提供分析柱(4.6和7.5mm內徑)和半制備柱(21.5和55mm內徑)。顆粒范圍從快速質量控制和工藝檢測的2μm到工藝規模分離的20μm大型顆粒。由於陰離子交換柱是基於聚苯烯基體材料,他們最適合用於分析小分子量的糖類氨基酸類、核酸鹼基,以及小的備選葯物。
TSK-GEL 離子交換色譜柱特性及優點
TSK-GEL 陽離子交換色譜柱特點:
TSKgel BioAssist S 色譜柱具有獨特的孔結構和結合特性,對中到大分子量的蛋白質具有較高的結合容量。
BioAssist 色譜柱有內徑為4.6mm或者10mm的PEEK 材質,也有分析,半制備和制備應用的玻璃柱和不銹鋼柱。
TSKgel CM-3SW 色譜柱具有小孔徑和較大的表面積,對小到中等分子量的蛋白質的結合量近似為TSKgel CM-5PW色譜柱的兩倍。
TSKgel SP-5PW有內徑為2mm的色譜柱,可應用於LC-MS分析。
C. 從分析原理簡述hplc中,離子交換色譜,離子對色譜及離子色譜有何異同
離子色譜原理與離子交換色譜原理類似,離子色譜後一般使用電化學內檢測器進行檢測,適容用於分析無機與有機陰陽離子和氨基酸,以及糖類和DNA、RNA的水解產物等;離子對色譜主要是補充離子抑制色譜的不足,離子抑制色譜是指在流動相中加入弱酸或弱鹼來抑制待測組分的離解,提高k值以利於組分的分離,一般針對酸性待測組分,可在流動相中加入弱酸,使待測組分減少在流動相中的離解,加強與固定相的分配,適用於有機弱酸鹼或兩性化合物的檢測,但由於色譜柱一般是硅膠基質化學鍵合相色譜,其酸度耐受范圍是2-8,因此在加入酸鹼調節劑時還要兼顧流動相pH,導致無法通過此方法分析強酸強鹼,因此引入離子對色譜,在流動相中加入可與強酸強鹼抑制的離子對,通常分析鹼加入烷基磺酸鈉,分析酸加入季胺鹽,適用於較強有機酸鹼的分析。
D. 離子交換色譜法是蛋白質純化技術中的一種嗎
是的,蛋復白質純化技術分為制電泳和色譜法兩種。離子交換色譜法是色譜法的一種,所以也是蛋白質純化技術中的一種。其實在伯樂生命醫學上有很詳細的介紹,蛋白質純化技術就是為了獲得的蛋白質去除雜質而是用的各種方法,並且根據不同的蛋白質採用的方法也有所不同,蛋白質純化的工作是較為復雜的。
E. 為什麼說離子交換色譜法是分離蛋白質的最佳方法
它是根據蛋白質的組成物質氨基酸的物理性質(基於氨基酸電荷行為)為分離基礎的方法。相對透析和超過濾及凝膠過濾來說,可以針對多種蛋白質中的某一種(前提是知道蛋白質的氨基酸組成及其離子交換樹脂的親和度及洗脫強度)進行分離。(而透析和超過濾還有凝膠過濾方法更大的取決於相對分子質量及其結構 分離出的單一蛋白質純度相對要低 並且凝膠過濾要求凝膠對要求組分不能有吸附作用 適用性較低 ) 相對鹽溶和鹽析來說,分離單一蛋白質的純度要高,且更好的保留其天然理化性(鹽溶要求蛋白質分子吸附某一鹽離子從而改變其溶解性 但有些蛋白質吸附某些鹽離子後其蛋白質構象及理化性會發生改變)。 相對有機溶劑分級分離法,更好的保留其天然理化性(有機溶劑分類法易造成蛋白質不可逆變形 且適用范圍窄) 相對凝膠電泳和等電聚焦來說 更易於實現大量制備分離 且不改變蛋白質結構和功能(電泳會影響蛋白質結構 且操作繁瑣 成本高) 相對親和層析來說 它更加易於實現且成本低廉效果也不錯(親和層析需要制備其配體並與載體交聯 因而制備難且成本較高)
PS: 最好的分離方法不是例子交換色譜法 而是高效液相色譜法 相對離子交換色譜來說有著更高的效率、更高的解析度和過柱速度
F. 離子交換色譜適合下面哪一種物質的分離
離子交換色譜法是利用離子交換原理和液相色譜技術的結合來測定溶液中陽離子內和陰離子的一容種分離分析方法。凡在溶液中能夠電離的物質通常都可以用離子交換色譜法進行分離。現在它不僅適用於無機離子混合物的分離,亦可用於有機物的分離,例如氨基酸、核酸、蛋白質等生物大分子,因此應用范圍較廣。
G. 離子交換色譜產生的信號值是什麼
離子交換來色譜中的固源定相是一些帶電荷的基團, 這些帶電基團通過靜電相互作用與帶相反電荷的離子結合。如果流動相中存在其他帶相反電荷的離子,按照質量作用定律,這些離子將與結合在固定相上的反離子進行交換。固定相基團帶正電荷的時候,其可交換離子為陰離子。這種離子交換劑為陰離子交換劑;固定相的帶電基團帶負電荷,可用來與流動相交換的離子就是陽離子,這種離子交換劑叫做陽離子交換劑。陰離子交換柱的功能團主要是-NH2,及-NH3 :陽離子交換劑的功能團主要是-SO3H及-COOH。其中-NH3 離子交換柱及-SO3H離子交換劑屬於強離子交換劑,它們在很廣泛的pH范圍內都有離子交換能力;-NH2及-COOH 離子交換柱屬於弱離子交換劑,只有在一定的pH值范圍內,才能有離子交換能力。離子交換色譜主要用於可電離化合物的分離,例如,氨基酸自動分析儀中的色譜柱,多肽的分離、蛋白質的分離,核苷酸、核苷和各種鹼基的分離等。
H. 蛋白質、核酸等生物大分子為何能用離子交換色譜分離
因為他們來都帶電荷啊,因為源你柱子上有相反的離子啊,他們可以通過離子鍵相互作用啊!
同時的柱子有孔徑啊,可以將小的直接溜走,沒有機會結合啊
可以讓大的下來的更慢啊!
你滿意不!
I. 求離子交換色譜法分離蛋白質試驗步驟
離線pH梯度復-強陽離子交換色譜法制分離肽段混合物 這篇文獻能否幫助您?
建議朋友有問題,可到分析測試網路網去提問,基本上問題都能得到解答,網路上搜下就有。
緩沖液和洗脫液最好一致。你自己查文獻看看選吧。
J. 離子交換色譜的原理以及陰陽離子交換樹脂的特性
離子交換樹脂的結構:
離子交換樹脂主要由高分子骨架和活性基團兩部分組成,高分子骨架是惰性的網狀結構骨架,是不溶於酸或鹼的高分子物質,常用的離子交換樹脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合得到樹脂的骨架。
而活性基團不能自由移動的官能團離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成,可交換離子能夠決定樹脂所吸附的離子,比如可交換離子為H型陽離子交換樹脂,那麼這個樹脂能夠吸附的離子,就是H型陽離子,而官能團離子能夠決定樹脂的「酸"、「鹼"性和交換能力的強弱,比如官能團離子是強酸性離子,那麼樹脂就是強酸性離子交換樹脂。
離子交換樹脂的內部結構:
1.凝膠型樹脂是由純單體混合物經縮合或聚合而成的,結構為微孔狀,合成的工藝比較簡單,孔徑大概在1-2nm左右,凝膠型樹脂的操作容量高,產水量高,物理強度好,且再生效率高,被廣泛應用在食品飲料加工,超純水制備,飲用水過濾,硬水軟化,製糖業,制葯等領域。
2.大孔型樹脂的孔徑一般在10nm左右,在樹脂中孔徑是比較大的,所以被稱為大孔型樹脂,且孔徑不會隨著周圍的環境而變化,能夠彌補凝膠型樹脂不能在非水系統中使用的缺點,吸附能力非常強大,不易碎裂,耐氧化好,操作容量高,能夠應用在醫葯領域、除重金屬污染、葯品純化、水處理中除去碳酸硬度、冷凝水精處理等領域。
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