離子交換色譜柱是離子色譜系統的核心組件,用于實現樣品中離子的高效分離與分析,其工作原理基于離子交換樹脂與樣品離子的選擇性交換反應。色譜柱體通常采用不銹鋼或聚四氟乙烯材質,內部填充粒徑5-25μm的球狀樹脂顆粒,兩端設置微孔篩板(孔徑≤2μm)防止顆粒雜質進入。根據分離對象不同,分為陰離子交換柱(如季銨/叔胺功能基)和陽離子交換柱(如磺酸/羧酸功能基)。填料類型包括苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等高交聯度離子交換樹脂,陰離子柱常用烷基季胺基質,陽離子柱多選用磺酸基團修飾的聚合物。
1、高選擇性
電荷依賴性:僅分離帶電離子,中性分子無保留,適合復雜樣品的初步純化。
可調控性:通過調整流動相的pH、鹽濃度或離子強度,可精準控制目標物的吸附與洗脫。
特異性吸附:不同離子與樹脂的親和力不同(如單價離子易洗脫,高價離子吸附強)。
2、高效分離能力
梯度洗脫:采用鹽梯度(如NaCl濃度遞增)或pH梯度,可實現多組分的連續分離。
分辨率高:對電荷差異明顯的物質(如不同等電點的蛋白質)分離效果x著。
3、適用性廣
樣品類型:
生物分子:蛋白質、酶、抗體、核酸、多肽等。
小分子:氨基酸、有機酸、無機離子(如重金屬離子)。
環境耐受性:可在寬pH范圍(通常pH 2-12)和不同溫度下工作。
4、操作靈活
流速可調:從低流速(分析型)到高流速(制備型)均可適應。
柱型多樣:從實驗室分析柱(如1 mL)到工業制備柱(幾十升)均有應用。
可重復使用:離子交換樹脂可通過再生(如用高濃度鹽或酸堿清洗)恢復吸附能力。
5、溫和的分離條件
避免變性:在生理pH和常溫下操作,適合對熱或酸堿敏感的生物樣品(如蛋白質)。
減少污染:無需有機溶劑(與疏水相互作用色譜相比),降低樣品失活風險。