离子交换层析也称为离子交换色谱，它是利用样品中带电分子与色谱基质固定相中带相反电荷的部分之间的相互作用。这种类型的分离很难使用其他技术，因为电荷很容易被所用缓冲液的 pH 值控制。两种类型的离子交换分离总体来说是阳离子交换和阴离子交换。在交换过程中若是阴离子互换为固定相带+电荷，相反在阳离子互换过程中，固定相带负电荷。

　　离子交换层析色谱的原理

　　离子交换层析IEC 色谱法用于带电生物分子的分离。含有带电分子的粗样品用作液相。当它通过色谱柱时，分子与固定相中带相反电荷的位点结合。使用不同离子强度的溶液洗脱基于其电荷分离的分子。通过使这种溶液通过柱子，可根据分子的不同电荷进行高度选择性的分离。

　　离子交换色谱程序的关键步骤：

　　1.将不纯的蛋白质样品以特定的 pH 值加载到离子交换色谱柱中。

　　2.带电荷的蛋白质将与树脂中带相反电荷的官能团结合

　　3.盐梯度用于洗脱分离的蛋白质。在低盐浓度下，具有少量带电基团的蛋白质被洗脱，而在较高盐浓度下，具有多个带电基团的蛋白质被洗脱。

　　4.通过洗涤柱子去除不需要的蛋白质和杂质。

　　还可以根据等电点 (pI) 应用 pH 梯度来洗脱单个蛋白质，即蛋白质中的氨基酸带有中性电荷并因此不会在电场中迁移的点。由于氨基酸是两性离子化合物，它们包含具有正电荷和负电荷的基团。根据环境的 pH 值，蛋白质带有正电荷、负电荷或零电荷。在它们的等电点，它们不会与柱树脂中的带电部分相互作用，因此会被洗脱。

　　使用阴离子交换树脂可以使用降低的 pH 梯度来洗脱蛋白质，并且可以使用增加的 pH 梯度从阳离子交换树脂中洗脱蛋白质。这是因为增加流动相的缓冲液 pH 值会导致蛋白质的质子化程度降低（带正电荷的程度降低），因此它不能与带负电荷的树脂形成离子相互作用，从而导致被洗脱。相反，降低流动相的 pH 值会导致分子质子化程度更高（带负电荷更少），从而使其洗脱。

　　离子交换层析中的离子交换树脂选择

　　离子交换层析中的离子交换树脂具有与固体基质共价连接的带正电或带负电的官能团。基质通常由纤维素、聚苯乙烯、琼脂糖和聚丙烯酰胺制成。影响树脂选择的一些因素是阴离子或阳离子交换剂、流速、弱或强离子交换剂、树脂的粒径和结合能力。 天地人和的离子交换层析介质是以琼脂糖凝胶为基质的，所以保留了较多天然多糖等成分具有较好的亲水性以及孔等结构，与生物活性大分子的相容性良好，比较适用于蛋白、酶、多糖、核酸、质粒等的分离和纯化。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等均属于此类介质。

　　离子交换色谱的应用

　　离子交换层析法具有广泛的适用性、高容量和简单性以及高分辨率是其成为普遍使用的分离方法该技术主要用于分离和纯化带电生物分子如多肽、蛋白质、多核苷酸和核酸。

　　其离子交换色谱法主要用于：生命科学、基因组学、蛋白质学的应用，比如：白蛋白、重组生长因子、酶等血液成分的分离纯化。

　　生物技术分析应用，例如：质量控制和过程监控

　　食品与临床研究：研究小麦品种及蛋白尿与不同肾脏疾病的相关性。

　　发酵：阳离子交换树脂用于监测 ß-半乳糖苷酶生产过程中的发酵过程。