离子交换介质的结构

Question

如题所述

Answer 1

使用离子交换色谱进行细分级分离是较为常见的一种蛋白纯化方式。它是根据蛋白质的电荷不同来分离蛋白质混合物，被分离的目的蛋白所携带的电荷能与离子交换剂中所带的相反电荷相结合，而且这两者之间的结合作用是可逆的，通过逐渐增加离子强度或改变洗脱液PH值的方式处理色谱柱，离子交换剂上结合的目的蛋白便可与洗脱液中的离子发生交换而被洗脱到溶液当中。由于不同蛋白质的电荷不同，其与离子交换剂的结合能力也不同，所以根据蛋白洗脱到溶液中的先后顺序来进行提取，就可以轻松分离出我们需要的目标蛋白。

离子交换剂是由具有网状结构的不溶于水的高分子聚合物构成，其骨架上含有很多共价结合的带电基团，如果基团的侧链带有正电荷，就可以与溶液中的负离子结合，称之为阴离子交换剂，可以吸附带负电荷的蛋白质。如果基团侧链带有负电荷，则可以与溶液中的正离子相结合，称为阳离子交换剂。这就如同一个带有N端磁铁吸附能力的筛子，将与它可以结合的，带有S端的铁粒子吸附在筛子上，而带了与其相同磁性的N端铁粒子则由于排斥作用漏出筛子，从而分离出S端铁粒子和N端铁粒子。

离子交换剂的介质种类还可分为离子交换树脂、离子交换纤维素和离子交换凝胶等。强离子交换树脂保持离子化的PH值范围较宽，而弱离子交换树脂若想保持离子化，就只能在很窄的PH值范围内进行处理。离子交换色谱的优点是具有极高的分辨率，因此可以通过放大规模的方式直接应用于工业生产中。根据数据统计结果可知，大多数蛋白质的静电荷是为负值，因此阴离子交换色谱的应用在纯化蛋白领域的最为广泛。选择离子交换介质时，首先要考虑的一点就是目的蛋白的分子大小，因为蛋白分子的大小不但会影响介质上的带电基团，还会影响介质对蛋白分子的动力载量，从而影响分离的效果和速度。