高效离子交换色谱仪亲水性离子交换介质(多糖基离子交换剂)与水亲和力较大,有纤维素离子交换剂、葡聚糖离子交换剂和琼脂糖离子交换剂等。
一、纤维素离子交换剂:
又称离子交换纤维素,是以微晶纤维素为基质,引入电荷基团而制成。
微晶纤维素(纤维素胶或结晶纤维素)是将纤维性植物材料与无机酸捣成浆状,经处理使之降解后漂洗、研磨、脱水、烘干和粉碎制成的。微晶纤维素为白色或几乎白色的细小粉末,无臭,无味,可压成自身粘合的小片,可在水中迅速分散,不溶于水、稀酸溶液、稀碱溶液和大多数有机溶剂。
1、类型:
(1)按引入电荷基团的性质可分为阳离子交换纤维素(如羧甲基纤维素(CM)等)和阴离子交换纤维素(如二乙胺基乙基纤维素(DEAE)等)。
(2)按电荷基团酸碱性强弱可分为强酸性、弱酸性、强碱性和弱碱性离子交换纤维素。
近年来,用微晶纤维素经交联制成了类似凝胶的珠状弱碱性离子交换剂(DEAE-Sephacel),结构与DEAE相同,对蛋白质、核酸、激素及其它生物聚合物都有同等的分辨率。
2、特点:
(1)结构疏松,对生物高分子物质(如蛋白质和核酸分子)有较大的穿透性。
(2)表面积大,有较大的吸附容量。
(3)基质是亲水性的,避免了疏水性反应对蛋白质分离的干扰。
(4)电荷密度较低,与蛋白质分子结合不牢固,在温和洗脱条件下即可分离,不会引起蛋白质变性。
(5)纤维素分子中只有一小部分羟基被取代,结合在其分子上的解离基团数量不多,故交换容量小,仅为离子交换树脂的1/10左右。
(6)分辨率高。
3、应用:
适用于大分子多价电解质的分离。
二、葡聚糖离子交换剂:
葡聚糖离子交换剂是以交联葡聚糖G-25和G-50为基质,通过化学方法引入电荷基团制成的。
1、按引入电荷基团的性质分类:
(1)阳离子交换葡聚糖。
(2)阴离子交换葡聚糖。
2、特点:
葡聚糖离子交换剂的性质与葡聚糖凝胶相似,在强酸和强碱中不稳定,在pH =7时可耐热120℃。它既有离子交换作用,又有分子筛性质,可根据分子大小对生物高分子物质进行分级分离。
3、应用:
(1)G-50型离子交换葡聚糖适用于相对分子质量为3×104~3×106物质的分离。
(2)G-25型离子交换葡聚糖能交换相对分子质量较小(1×103~5×103)的蛋白质。
三、琼脂糖离子交换剂:
琼脂糖离子交换剂主要以交联琼脂糖CL-6B为基质,通过化学方法引入电荷基团制成的。
1、按引入电荷基团的性质分类:
(1)阳离子交换琼脂糖:CM-Sepharose CL-6B等。
(2)阴离子交换琼脂糖:DEAE-Sepharose CL-6B等。
2、特点:
具有硬度大、性质稳定、网孔大、流速好和分离能力强等特点,尤其是介质对pH和温度的变化均比较稳定,可在pH = 3~10和0~70℃范围内使用,改变离子强度或pH时,床体积变化不大。
3、应用:
特别适合分离相对分子质量大的蛋白质和核酸等。