離子交換理論（下篇）

離子交換的發生及進行的程度即離子交換平衡取決(jue) 於(yu) 離子作用，而離子交換動力學則取決(jue) 於(yu) 離子交換劑的顆粒結構。

離子交換劑的骨架是具有網孔狀結構的顆粒狀凝膠，而荷電功能基團均勻分布在凝膠顆粒的表麵及網孔內(nei) 部，蛋白質分子依據分子量的不同，不同程度地進入凝膠顆粒內(nei) 部，將荷電功能基團上的反離子置換下來而自身結合到離子交換劑上。從(cong) 動力學角度分析，整個(ge) 過程可分為(wei) 五個(ge) 步驟：

①蛋白質在溶液中經擴散作用到達凝膠顆粒表麵，親(qin) 水性的凝膠和水分子發生氫鍵作用，從(cong) 而在凝膠表麵束縛了一層結合水構成水膜，水膜的厚度取決(jue) 於(yu) 凝膠的親(qin) 水性強弱、色譜時流速的快慢，親(qin) 水性越強，流速越慢，水膜越厚，反之水膜則越薄，蛋白質通過擴散穿過水膜到達凝膠表麵的過程稱為(wei) 膜擴散，速度取決(jue) 於(yu) 水膜兩(liang) 側(ce) 蛋白質的濃度差； 

②蛋白質分子進入凝膠顆粒網孔，並到達發生交換的位置，此過程稱為(wei) 粒子擴散，其速度取決(jue) 於(yu) 凝膠顆粒網孔大小 （交聯度）、交換劑功能基團種類、蛋白質分子大小和帶電荷數等多種因素；

③蛋白質取代交換劑上的反離子而發生離子交換；

④被置換下來的反離子擴散到達凝膠顆粒表麵，也即粒子擴散，方向與(yu) 步驟②相反；

⑤反離子通過擴散穿過水膜到達溶液中，即膜擴散，方向與(yu) 步驟①相反。

根據電荷平衡的原則，一定時間內(nei) ，一個(ge) 帶電蛋白質分子進入凝膠顆粒，就有與(yu) 該蛋白質所帶淨電荷數相當數量的反離子擴散出凝膠顆粒。也就是說，蛋白質與(yu) 反離子從(cong) 電荷數量上看，膜擴散和粒子擴散的速率相同而方向相反。

由此，上述五個(ge) 步驟實際上就是膜擴散、粒子擴散和交換反應三個(ge) 過程。其中交換反應通常速度比較快，而膜擴散和粒子擴散速度較慢，當溶液中蛋白質濃度較低時，膜擴散過程往往最慢，成為(wei) 整個(ge) 過程的限製性步驟；當溶液中蛋白質濃度較高時，粒子擴散過程往往最慢而成為(wei) 整個(ge) 過程的限製性步驟。

◌ Q /SP/DEAE/CM Tanrose FF

快流速瓊脂糖基架離子交換介質

◌ Q/SP Tanrose HP 

高分辨率瓊脂糖基架離子交換介質

◌ Q/SP Tanrose XL 

高載量瓊脂糖基架離子交換介質

◌ Q/SP Tanrose BB 

大顆粒瓊脂糖基架離子交換介質

◌ DEAE/CM Tandex 

葡聚糖基架離子交換介質