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離子交換色譜柱是對蛋白、多肽、核苷酸以及抗體等大分子分析非常有效的分析檢測和分離純化手段。離子交換色譜柱的固定相中含有帶電基團，這些帶電基團通過靜電相互作用與樣品中帶相反電荷的離子結(jié)合。如果流動相中存在其他帶相反電荷的離子，當樣品進入色譜柱后，樣品離子會與流動相離子相互競爭固定相表面的電荷位置，并因競爭力的差異使樣品組分得到分離。
根據(jù)可交換離子所帶電荷符號的不同，離子交換色譜柱可分為陽離子交換色譜柱和陰離子交換色譜柱。
1.陽離子交換色譜柱：分離介質(zhì)表面鍵合有酸性基團，如磺酸基(-SO3H)，在溶液中解離出H+，本體所含的負電基團(-SO3-)能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子。
2.陰離子交換色譜柱：分離介質(zhì)表面鍵合有堿性基團，如季胺基(-NR3OH，其中R為碳氫基團)，在溶液中解離出OH-，本體所含的正電基團(-N+R3)能吸附結(jié)合溶液中的其他陰離子，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。
陽離子交換色譜柱和陰離子交換色譜柱在離子交換色譜中扮演著重要的角色，它們之間的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面：
一、分離機制
陽離子交換色譜柱：
分離介質(zhì)表面鍵合有酸性基團，如磺酸基(-SO3H)等。
在溶液中解離出H+，本體所含的負電基團(-SO3-)能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子。
陰離子交換色譜柱：
分離介質(zhì)表面鍵合有堿性基團，如季胺基(-NR3OH，其中R為碳氫基團)等。
在溶液中解離出OH-，本體所含的正電基團(-N+R3)能吸附結(jié)合溶液中的其他陰離子。
二、目標化合物
陽離子交換色譜柱：
主要用于分離和純化溶液中的陽離子，如重金屬離子、氨基酸的陽離子形式等。
適用于帶有正電荷或可在一定條件下帶正電荷的化合物。
陰離子交換色譜柱：
主要用于分離和純化溶液中的陰離子，如有機酸、無機酸、核苷酸、核苷酸片段等。
適用于帶有負電荷或可在一定條件下帶負電荷的化合物。
三、應用場景
陽離子交換色譜柱：
在水處理領域，用于去除水中的重金屬離子、放射性物質(zhì)等污染物。
在化學工業(yè)中，用于分離和純化各種離子型化合物，如氨基酸、核苷酸等。
陰離子交換色譜柱：
用于分離和純化帶有負電荷的生物大分子，如蛋白質(zhì)、多糖等。
在環(huán)境監(jiān)測中，用于分析水中的陰離子污染物，如硫酸根、硝酸根等。
四、操作條件
陽離子交換色譜柱：
通常需要在較低的pH值條件下操作，以確保陽離子與分離介質(zhì)表面的酸性基團發(fā)生交換。
陰離子交換色譜柱：
通常需要在較高的pH值條件下操作，以確保陰離子與分離介質(zhì)表面的堿性基團發(fā)生交換。
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