ge阴离子交换层析介质

① 离子交换层析法原理是什么

是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别，而进行分离的一种层析方法

② 离子交换层析可以用于哪些蛋白质的分离

可以分为阳离子交换层析和阴离子交换层析。
阳离子交换层析，使用含回有酸性基团的阳离子答交换树脂等，可以结合待层析液中的阳离子，因而洗脱顺序是，正电荷越多结合越紧密洗脱越晚。
阴离子交换层析则使用含有碱性基团的交换树脂，结合溶液中的含有阴离子基团的分子，因而负电荷越多结合越紧密，洗脱越晚。

③ 分离和预富集

镓的分离和预富集方法，大致分为沉淀、溶剂萃取、离子交换与吸附、液膜分离、金属镉接镀等方法。

62.1.2.1 沉淀分离法

含镓的硝酸或硫酸溶液中，加入稍过量的盐酸，可将银沉淀除去。

在1.2mol/LHCl或H₂SO₄介质中，通入硫化氢可定量沉淀除镉以外的所有硫化氢组金属，从而与镓分离，但镉的沉淀不完全。

在乙酸铵介质中，过量丹宁在煮沸下可定量沉淀镓(滤出灼烧后转化为三氧化二镓)，可与镉、锌、钴、镍、锰、铊、铍等分离。

在1.1mol/LH₂SO₄中，温度低于20℃，加入60g/L铜铁试剂和试样的冷溶液，镓生成白色沉淀析出(滤出灼烧后转化三氧化二镓)，可与铝、铬、铟、铀(Ⅵ)、钪、稀土元素等分离。

镓与大量铁的初步分离，可在近中性介质中先用盐酸肼将铁(Ⅲ)还原，继滴加六次甲基四胺以沉淀镓的氢氧化物;或用氢氧化钠沉淀铁(Ⅲ)、锆、钛、铟等的氢氧化物。在后一种分离法中，为使铁(Ⅲ)沉淀得较完全，氢氧化钠浓度勿超过0.3mol/L。铟在此条件下仍沉淀不完全，为使铟与镓定量分离，氢氧化钠浓度降至0.2mol/L。当有共沉淀剂如镁存在时，沉淀微量铟可不受此限制。

62.1.2.2 溶剂萃取法

为了富集痕量镓并与伴生元素分离，最有效的方法仍推荐溶剂萃取。在强酸介质中镓可被醚类、酮类、有机磷(中性磷、酸性磷)类、胺类和碱性染料类等萃取剂所萃取，在强碱性介质中萃取镓的研究不多。

在5.5～7.5mol/LHCl中，镓可被含氧有机溶剂萃取。

当用乙醚萃取时，在6mol/LHCl中萃取效果最好，分配系数接近17。如用异丙醚萃取效率更高，最适宜的盐酸酸度为6.5～7.5mol/L;在6mol/L、7mol/L、8mol/LHCl中镓在两相中的分配系数分别达到50、200、100。

酮类如丁酮和戊酮，酯类如乙酸丁酯、乙酸乙酯和乙酸戊酯等都是很好的萃取溶剂。由于乙酸丁酯挥发性和毒性较低，通常广泛应用。从盐酸介质中用上述溶液萃取镓，能与铝、铟、镁、碱土金属、稀土元素、钛、锆、钍和铀等许多金属离子分离。与镓一起被萃取的有铁(Ⅲ)、金(Ⅲ)、铊(Ⅲ)、钼(Ⅵ)、锗、铼(Ⅶ)、砷、锑(Ⅴ)、锡以及少量铜(Ⅱ)和锌。当溶液中有还原剂如三氯化钛等存在时，三价铁、金、铊和五价锑等被还原为低价或金属状态，可不被萃取。三氯化钛还原铊(Ⅲ)的速度较缓慢，当铊量较高时，必须将溶液加热或放置20min以上，才能还原完全。

在氢溴酸介质中，溴化镓与溴化铟在5～6mol/L氢溴酸溶液中一起被乙酸丁酯(或乙醚)萃取。然后用6mol/LHCl从乙酸丁酯层中反萃取出铟，再用水反萃取出镓。利用此分离方法连测镓与铟。这种萃取分离体系，也可在溴化钠-硫酸介质中进行。为了使镓、铟萃取完全，水相中溴化钠的量应在429g/L以上，而硫酸酸度在2.5～3mol/L为宜。如硫酸酸度大于3mol/L会使铟的萃取率降低;而小于2.5mol/L时，镓的萃取率明显下降。

8-羟基喹啉镓螯合物可被三氯甲烷萃取，在不同pH条件下也可与许多元素分离。

镓的溶剂萃取富集情况见表62.1。

表62.1 镓的溶剂萃取富集情况

续表

62.1.2.3 离子交换与吸附法

(1)阴离子交换树脂分离

在3.5～4mol/LHCl中，镓被阴离子交换柱吸附，碱金属、碱土金属、稀土元素、钍、镍、铝、钒(Ⅳ)、锆、铪、钪、钛和锰等元素均流出。与镓一起留在柱上的有锌、锡(Ⅳ)、铅、锑(Ⅲ)、铁(Ⅲ)、铋、镉、钼(Ⅵ)和部分铀(Ⅵ)、锗。然后用1mol/LHCl洗提镓。除铁(Ⅲ)外其他元素仍留在柱上。

(2)萃取色谱分离

a.CL-TBP树脂分离。在6mol/LHCl介质中，静态吸附率可达94.5%，0.5～1.5mol/LNH₄Cl溶液可定量洗脱被吸附的镓。主要共存离子Zn²⁺、Al³⁺对吸附率影响不大，Fe³⁺、Fe²⁺能发生竞争吸附，导致Ga³⁺吸附率下降。

b.N₂₃₅萃取分离柱。在大于4mol/L的HCl介质中，镓完全被吸附。Pb²⁺、Sn²⁺不被吸附，用0.25～1.50mol/LH₂SO₄可完全洗脱镓，本法用于铅锡合金中镓的分离和测定。

c.P₅₀₇萃取色谱分离。在pH1.5～1.7时，Ga³⁺、In³⁺、Al³⁺、Bi³⁺被定量萃取，少量Zn²⁺被萃取，Fe²⁺、Cu²⁺、Tl⁺、Mn²⁺、Sb³⁺、Ge⁴⁺完全分离，0.5mol/LH₂SO₄淋洗出镓和铝，1mol/LH₂SO₄淋洗出铋，1mol/LHCl淋洗出铟，试样中铝含量小于400μg时，用5-Br-PADAP比色法不干扰镓的测定。

d.P₃₅₀萃取色谱分离。其不同分离方式见表62.2。

表62.2 P₃₅₀的不同分离方式

常见伴生离子经柱分离后均不影响其回收，本法适用于硅酸盐、铝土矿、铅锌矿及合金试样镓的富集。

e.聚四氟乙烯-乙醚柱萃取色谱分离。在抗坏血酸存在下，当HBr浓度在5～8mol/L时，Ga³⁺、In³⁺均可被定量萃取层析;HBr浓度小于2mol/L时，可定量洗脱镓;当HCl浓度大于3mol/L时，可定量洗脱铟，而与Fe³⁺、Tl³⁺、Mo⁶⁺、Au³⁺、Ti⁴⁺、Bi³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺等多种离子分离。方法适用地质试样中微量镓、铟的连续分离与测定。

f.TBP萃淋树脂分离。在3～4mol/LHCl介质中，Ga³⁺被定量吸附，用3.5mol/LHCl-10g/L抗坏血酸-5g/L氨三乙酸溶液洗去杂质，淋洗液体积至100mL时，Ga的回收率在95%以上，可完全除去Fe²⁺、Pb²⁺、Mn²⁺，而Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺不滞留柱上;Cu²⁺大于0.5mg时，可用2mol/LNaOH沉淀分离除去后上柱，残余Cu淋洗液分离，树脂上的Ga可用水定量洗脱，方法适合于复杂地质试样的测定。

g.CL-P204［二(2-乙基己基)磷酸］萃淋树脂分离。在pH2.5条件下，可定量吸附Zn²⁺、Ga³⁺、In³⁺，分别以0.1、0.5和3.0mol/LHCl分别洗脱Zn²⁺、Ga²⁺、In³⁺。静态吸附容量分别为48.5mg/gIn³⁺，43.2mg/gGa³⁺;动态吸附容量为47.3mg/gIn³⁺，42.3mg/gGa³⁺。

62.1.2.4 液膜分离法

(1)TOPO-N205-液体石蜡-正己烷-H₂C₂O₄液膜体系

膜相以TOPO-N205-液体石蜡-正己烷(6+5+4+85)组成，20g/LH₂C₂O₄溶液为内相，外相为pH1.5的试液。油内比(体积)为1+1，乳水比(体积)为15+100，温度为15～36℃，富集时间10min。镓的迁移富集率达99.5%以上，在酒石酸、氟硼酸钠、抗坏血酸、硫化甘醇的联合掩剂下，迁移200μgGa，100mgCu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、碱金属及碱金属离子等，都不被迁移富集。大量Cl^-、F^-、NO^-₃、SO^2-₄、PO^3-₄等不影响富集Ga³⁺，高硅可预先用氢氟酸除去。方法精密度≤4.2%，回收率99.5%～100.4%。

(2)P₃₅₀-L113B-液体石蜡-磺化煤油-HCl液膜体系

膜相以P₃₅₀-L113B-液体石蜡-磺化煤油(10+5+4+81)组成，内相0.25mol/LHCl，油内比1+1，乳水比20+100，温度15～36℃，富集时间10min。在抗坏血酸和硫甘醇掩蔽下，镓的富集率为99.4%～100.5%。迁移200μg镓，100mg的Al³⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Sn⁴⁺、In³⁺，碱金属和碱土金属离子等，都不被迁移，Cl^-、F^-、N0^-₃、SO^2-₄、PO^3-₄等不影响迁移富集镓。高硅可预先用氢氟酸挥发除去。方法选择性高，精密度≤5.3%，适用于富集铝土矿、铜矿和烟尘中的镓。

62.1.2.5 金属镉接镀法

金属镉接镀法是当试样中砷、锑、铜、汞、铋、金和铂等元素含量很高时，可在3mol/LHCl中，加热至40℃左右，加1～3g金属镉屑，不断摇动，放置10min以上，再加少量金属镉屑直至金属光泽不变为止。用棉团过滤，3mol/LHCl洗涤。镓定量留在溶液中。

④ 离子交换层析的具体操作

对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。
洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层，要适当加压装柱，同时使柱床压紧，减少死体积，有利于分辨率的提高。
柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。 加样：
层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离心法除去。为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1%-5%。 已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全，往往需要逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。最好的洗脱方法是连续梯度洗脱，洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上，第一个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液，两容器连通，第一个容器与柱相连，当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算：
C=C2-(C2-C1)(1-V)A2/A1
式中A1、A2分别代表两容器的截面积：C1、C2分别表示容器中溶液的浓度；V为流出体积对总体积之比。当A1=A2时为线性梯度，当A1>A2时为凹形梯度，A1>A2时为凸形梯度。
洗脱时应满足以下要求：
①洗脱液体积应足够大，一般要几十倍于床体积，从而使分离的各峰不至于太拥挤。
②梯度的上限要足够高，使紧密吸附的物质能被洗脱下来。
③梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
洗脱馏份的分析按一定体积（5-10ml/管）收集的洗脱液可逐管进行测定，得到层析图谱。依实验目的的不同，可采用适宜的检测方法（生物活性测定、免疫学测定等）确定图谱中目的物的位置，并回收目的物。
离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有强吸附物则可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤，其顺序为：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20%NaOH-水。保存离子交换剂时要加防腐剂。对阴离子交换剂宜用0.002%氯已定（洗必泰），阳离子交换剂可用乙基硫柳汞（0.005%）。有些产品建议用0.02%叠氮钠。

⑤ 离子交换层析中流出物质顺序是什么

若用离子交换层析分离物质，以蛋白质为例，离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。

由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的pH条件下，其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。

反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。

(5)ge阴离子交换层析介质扩展阅读：

对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。

溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。

梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。

⑥ 请教离子交换层析与亲和层析方面的问题

亲和层析是通过层析介质表面键合的配基与目标物质特异性吸附，然后非目标物流穿，再改变流动相是目标物质的特异性吸附消失，从而达到纯化目的。凝胶层析是通过层析介质孔径的设定，使分子量大小相差比较大的物质通过的路径不一样，从而达到分离效果。离子交换是通过层析介质表面的带电荷的基团与目标之间产生吸附，通过改变盐浓度使吸附力的大小改变，从而使不同的物质解吸的速度不一样，达到分离的效果。离子交换又分阴离子交换和阳离子交换。一般来说以上三种，离子交换应用面最广，亲和特异性最好，体积排阻的话只能对分子量差距很明显的物质进行分离。

⑦ 离子交换层析的原理是什么 已解决

离子交换层析法是从复杂的混合物中，分离性质相似大分子的方法之一，依据的原理是物内质的酸碱性容，极性，所带阴阳离子的不同。电荷不同的物质，对管柱上的离子交换剂有不同的亲和力，改变冲洗液的离子强度和pH值，物质就能依次从层析柱中分离出来。

层析开始前，功能基团与反离子稳定结合，就与反离子发生可逆交换，与层析剂结合被固定下来。因为盐离子可以与底物竞争功能基团，盐浓度越高样品与层析剂结合越不紧密，易被洗脱下来。不同物质与层析剂结合程度不同，洗脱下来的时间不同，因此得以分开。

(7)ge阴离子交换层析介质扩展阅读

离子交换剂的选择首重保持欲分离物质的生物活性，以及在不同pH值环境中，此物质所带的电荷和电性强弱，阴阳离子交换剂的选择若被分离物质带正电荷，这些碱性蛋白质，它们在酸性溶液中较稳定，亲和力强，故采用阳离子交换剂。

在碱性溶液中较稳定，则使用阴离子交换剂，如果欲分离的物质是两性离子，一般考虑在它稳定的pH范围带有何种电荷，作为交换剂的选择。离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生，若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤。

⑧ 一般，用于分离蛋白质的离子交换层析，应该用阴离子交换树脂，还是阳离子交换树脂

氨基酸一般用强酸性阳离子交换树脂，蛋白质用阴离子交换树脂

⑨ 老师，离子交换层析中，阴离子交换树脂，带正电，吸附负电荷，带负电

交换阳离子（就是正离子），自身带负电荷
ps：阳离子交换树脂带的是负电荷，不是正电荷

⑩ 离子交换层析可用于哪些种类蛋白质的分离

离子交换层析是利用蛋白质在不同PH带不同种电荷的方法，利用离子交换的方法分离专蛋白的。
离子交换属内的介质一般是树脂，阳离子交换型的，使用前树脂先用碱处理成钠型，将氨基酸混合液（pH=2-3)上柱，pH=2-3时，氨基酸主要以阳离子形式存在，与树脂上的钠离子发生交换而被“挂”在树脂上，再用洗脱剂洗脱。不同的氨基酸（带的电荷不同）与树脂的亲和力不同，要将其分离洗脱下来，需要降低它们之间的亲和力，方法是逐步提高洗脱剂的pH和盐浓度，这样各种氨基酸将以不同的速度被洗脱下来，反之亦然。

不同反荷离子与树脂亲和力是不同的，其强弱关系为阳性竞争离子：Ag+〉CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 阴性竞争离子：I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某种离子溶液洗脱效果不好，可用另一种亲和力强的离子代替之，等电点＞7选择阳离子交换树脂，等电点＜7选择阴离子交换树脂。