福州大学：《酶学及其应用》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 酶的纯化 3.4

电荷差异——离子交换法 ●1 原理概述：离子与固体载体带电基团间的争夺战 ●2 交换剂：是帶有电荷的长链大分子聚合物 ●3 缓冲液与层析系统：缓冲液的影响极大 ●4 管柱操作方法： 如何操作一根离子交换管柱 ●5 色谱聚焦法： 依蛋白质等电点不同来进行分离 Juang RH (2004) ECX

电荷差异——离子交换法 ●1 原理概述：离子与固体载体带电基团间的争夺战 ●2 交换剂：是帶有电荷的长链大分子聚合物 ●3 缓冲液与层析系统：缓冲液的影响极大 ●4 管柱操作方法： 如何操作一根离子交换管柱 ●5 色谱聚焦法： 依蛋白质等电点不同来进行分离 Juang RH (2004) ECX

.离子交换色谱 通过带电的溶质分子与离子交换剂 中可交换的离子进行交换而达到分离目 的的方法。主要以两电荷间的相互作用， 利用带电分子中电荷的微小差异而进行 分离，具有较高的分离容量

.离子交换色谱 通过带电的溶质分子与离子交换剂 中可交换的离子进行交换而达到分离目 的的方法。主要以两电荷间的相互作用， 利用带电分子中电荷的微小差异而进行 分离，具有较高的分离容量

离子交换剂是一类能显示离子交换的 功能高分子材料。 功能基由固定在骨架上的带电基团与 可进行交换的能移动离子两部分组成，两 者所带电荷相反，以静电力结合。 可进行交换的离子称为反离子或抗衡 离子，可与溶液中带同种电荷的离子进行 交换反应。 离子交换剂通过交换和再生可以反复 使用

离子交换剂是一类能显示离子交换的 功能高分子材料。 功能基由固定在骨架上的带电基团与 可进行交换的能移动离子两部分组成，两 者所带电荷相反，以静电力结合。 可进行交换的离子称为反离子或抗衡 离子，可与溶液中带同种电荷的离子进行 交换反应。 离子交换剂通过交换和再生可以反复 使用

■ 阴离子交换法 Anion Exchange： 载体 + + + + + + + + + + + + + + + + 样本分子 流动相 固定相 阳离子基团 Counter ion 阴离子 +

■ 阴离子交换法 Anion Exchange： 载体 + + + + + + + + + + + + + + + + 样本分子 流动相 固定相 阳离子基团 Counter ion 阴离子 +

ANION exchanger with CATION exchanger with exchangeable counter ions exchangeable counter ions The matrix may be based on inorganic compounds,synthetic resins.polysaccharides etc.The nature of the matrix determines its physical properties such as its mechanical strength and flow characteristics,its behaviour towards biological substances an,l a certain extent,its capacity

能与阳离子进行交换反应的称为阳离子交换剂 能与阴离子交换的为阴离子交换剂

能与阳离子进行交换反应的称为阳离子交换剂 能与阴离子交换的为阴离子交换剂

Mono bead ■ 各种离子交换剂： Strong Weak Weak Strong Resin / Polystyrene Glycan / Cellulose = X Anion Exchanger Cation Exchanger IRC-150 Dowex-50 Dowex-1 Dowex-2 Dowex-3 IR-45 -NHR2 + - -SO3 -NR3 + -COO￾X = Sephadex, Sepharose, Sephacel or cellulose CM-X DEAE-X TEAE-X (QAE-X) Phospho-X 阴阳强弱分类 S Q -OCH CH NHR 2 2 2 + -NR3 + 4 2- -PO 2 - -OCH COO

Mono bead ■ 各种离子交换剂： Strong Weak Weak Strong Resin / Polystyrene Glycan / Cellulose = X Anion Exchanger Cation Exchanger IRC-150 Dowex-50 Dowex-1 Dowex-2 Dowex-3 IR-45 -NHR2 + - -SO3 -NR3 + -COO￾X = Sephadex, Sepharose, Sephacel or cellulose CM-X DEAE-X TEAE-X (QAE-X) Phospho-X 阴阳强弱分类 S Q -OCH CH NHR 2 2 2 + -NR3 + 4 2- -PO 2 - -OCH COO

■ 选 择 离 子 交 换 剂 + Net Charge of a Protein Buffer pH pI - 3 4 5 6 7 8 9 10 0 阴离子交換 阴离子子交換

■ 选 择 离 子 交 换 剂 + Net Charge of a Protein Buffer pH pI - 3 4 5 6 7 8 9 10 0 阴离子交換 阴离子子交換

■ 质子可以吸附或脱离一基团： Proton： 最小且最多的生物粒子，影响酸碱度及分子帶電性质 H+ lone pair electrons H H H+ H N H 胺 基 N 羧 基 C H+ O O H C O O

■ 质子可以吸附或脱离一基团： Proton： 最小且最多的生物粒子，影响酸碱度及分子帶電性质 H+ lone pair electrons H H H+ H N H 胺 基 N 羧 基 C H+ O O H C O O

类型：强酸、强碱、弱酸、弱碱等 H3+N-R-COOH H2N-R-COOH H2N-R-COO-+H2O 阳离子形式 等电点（R大分子链） 阴离子形态 pH < pI < pH’

类型：强酸、强碱、弱酸、弱碱等 H3+N-R-COOH H2N-R-COOH H2N-R-COO-+H2O 阳离子形式 等电点（R大分子链） 阴离子形态 pH < pI < pH’