离子交换洗脱色层视频

1. 离子交换树脂的工作原理

离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程：

离子交换树脂作用环境中的水溶液中，含有的金属阳离子（Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换，使得溶液中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中，（即为阳离子交换树脂原理）。

水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂（含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团，在水中易生成OH-离子）上的OH-进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中，（即为阴离子交换树脂原理）。而H+与OH-相结合生成水，从而达到脱盐的目的。

(1)离子交换洗脱色层视频扩展阅读：

离子交换树脂使用方法：

1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目，有些可达到50目，因此在使用前要先干燥，粉碎，过筛，通常干燥时在烘箱中进行，亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行，粉碎时不要分得过细，否则影响实验收率。

2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理，然后用10倍体积的水洗，再用10倍量4%盐酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，然后将氯型转化成OH型，再转化成氯型，最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可，不必洗至中性。

3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中，加水充分搅拌除掉气泡，静置几分钟待树脂大部分沉降后，倾去上层泥状颗粒；反复操作直至上层液澄清后，即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝，用玻璃棒将其压平，将树脂倒入柱子中，还要注意防止气泡产生。

4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液，以适当流速通过柱子，亦可将样品溶液反复通过柱子，直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。

5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来，常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等，可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。

6、树脂再生。

2. 离子交换分离操作中，以高浓度盐溶液进行洗脱的原理是

用离子交换树脂进行分离的操作程序包括三个步骤,具体操作过程如下文中所述.
(1)交换柱的制备首先选择合适的离子交换树脂类型,用相应的溶液进行处理,如强酸性阳离子交换树脂需要在稀盐酸中浸泡,以除去杂质并使之溶胀和完全转变成H式.然后用蒸馏水洗至中性,装入充满蒸馏水的交换柱中.注意防止气泡进入树脂层.
(2)交换使待处理水样以合适的流速通过交换柱进行离子交换.交换完毕后用蒸馏水洗去残留的溶液及交换过程中形成的酸、碱或盐类等.
(3)洗脱洗脱是将已交换到树脂上的离子分离出来的过程.选择合适的洗脱液,使之以适宜速度通过交换柱进行洗脱.（更多质量检测、分析测试、化学计量、标准物质相关技术资料请参考中检所对照品查询 www.rmhot.com）
阳离子交换树脂常用盐酸溶液作为洗脱液；阴离子交换树脂常用盐酸溶液、氯化钠或氢氧化钠溶液作洗脱液.对于分配系数相近的离子,可用含有机络合剂或有机溶剂的洗脱液,以提高洗脱过程的选择性.
离子交换技术在富集和分离微量或痕量元素方面应用很广.例如分离水中的锂离子、锰离子、铜离子、铁离子、锌离子等多种金属离子,首先加入盐酸使一部分离子转变为络合阴离子,然后将水样通过强碱性阴离子交换树脂,各种离子均被交换在树脂上,最后用不同浓度的盐酸溶液进行洗脱分离.锂离子不生成络合阴离子,不发生交换,可用12mol／L HCl溶液最先洗脱出来

3. 氮同位素测定

水样硝酸盐氮同位素分析

方法提要

在野外采用自由重力过柱的离子交换色层法从水中分离富集硝酸盐氮，密封保存;回到实验室采用扩散法以(NH₄)₂SO₄的形式从洗脱液中分离硝酸盐，纯化试样。扩散法得到的试样冷冻干燥后，用Rittenberg法氧化NH₄⁺为N₂，并通过连接装置与连续流同位素质谱仪连接，测定δ¹⁵N值。该方法省时、省力，可以大批量处理试样。离子交换色层法处理的试样可以较长时间保存，保证了长期野外采样的需求。

仪器设备

连续流同位素质谱计。

MillporeQ超纯水机。

干燥箱。

冷冻干燥仪。

试剂和材料

氯化钾(优级纯)。

氧化镁粉末(优级纯)。

定氮合金将新购进的定氮合金在玛瑙研钵中研成200目，密封备用。

硫酸优级纯。

质谱分析用参考气。

工作标准MOR2386-01日本Shoko公司生产。

国际标准物质IAEA-N-1、IAEA-N-2、IAEA-N-3。

阴离子交换树脂Dowex^1-X8(Cl型，100～200目)依次用1mol/LHCl、1mol/LNaOH溶液及无氮水(MillporeQ超纯水设备制备)充分清洗树脂后，将树脂和水混合物加入含1/3柱高水的上粗下细两段圆柱形色层柱(上段内径2cm，高2cm;下段内径1cm，高10cm，底部为3号玻璃筛板)中，制成树脂长度分别为5cm和10cm的两种色层柱，过量的水于下端排去。注意水面不能低于树脂面。将一根小水管插入色层柱底部，缓慢注入无氮水回洗，以排除水泡、残屑及树脂细屑，流速为0.5～1mL/min，回洗时间约30min。取出小水管，使树脂重力下沉，保留高出树脂面1～2cm的液面。用40mL1mol/LNaOH溶液分3次过交换柱转型为OH型，再以0.5～1mL/min流速过10mL去离子水，密封备用。

120mL聚乙烯瓶(扩散瓶)。

10mL小玻璃瓶(接收瓶)。

搅拌子。

连续流专用锡杯。

分析步骤

(1)制样方法

a.离子交换色层法分离富集硝酸盐氮。水样NO^-₃的富集采用离子交换色层法。根据硝酸盐含量在野外采集水样(含N>2.5mg)后，现场使用大口径抽滤瓶真空过滤，过滤后用树脂长度为5cm阴离子交换树脂Dowex^1-X8(OH型)富集水样中的NO^-₃。采用重力过柱，用干净的硅胶管将水样引进交换柱中，使交换柱树脂面始终低于水样液面10cm即可。过柱速率取决于交换柱本身的流速，不加以人工控制，一般为0.6～0.9L/h。过完水样后的树脂加少量无氮水以防树脂干燥，密封保存。在适宜的条件下(如工作地点稳定后或者回到实验室后)，先用30mL2mol/LKCl溶液，再用少量无氮水洗脱吸附的NO^-₃，流速控制在15～30mL/h。

b.扩散法提纯和进一步富集硝酸盐氮。NO^-₃洗脱液用扩散法进一步处理。扩散实验在实验室内进行，如果野外可以得到较长时间震动较小的环境，扩散法也可以在野外进行。将洗脱液移入密封性能良好的120mL聚乙烯瓶(扩散瓶)中。准备好一个酸洗干净的约10mL的小玻璃瓶(接收瓶)，用一根约10cm长的尼龙丝系牢，扩散前往该接收瓶中移入2mL0.1mol/LH₂SO₄溶液。依次序往聚乙烯扩散瓶中加0.5～0.8g达氏合金、0.5gMgO粉末和一个酸洗搅拌子，迅速将上述加有H₂SO₄溶液的接收瓶小心放入扩散瓶中，用尼龙丝固定于扩散瓶上部，迅速盖紧扩散瓶盖进行扩散。

在50℃条件下扩散10d是比较理想的扩散条件，回收率>95%，且杂质对硝酸盐溶液的扩散影响较小。

(2)质谱测量

将扩散得到的硫酸铵溶液冷冻干燥后混匀，称取含N～100g的硫酸铵粉末于连续流质谱专用的锡杯中包裹好。将锡杯及其中的样品投入连续流质谱中进行氮同位素分析。使用的工作标准为MOR2386-01。由试样与标准物质(或参考气)不少于6次比较测量数据计算测定结果的平均值及其标准偏差。

方法的重复性和再现性

本方法的精确度由标准物质分析结果间接给出，对δ¹⁵N一般情况下好于±0.1‰。

氮同位素国际标准和标准物质

表87.19 国际氮同位素标准物质的数据

讨论

1)野外水样采集过滤后需尽快从水样中分离出NO^-₃，以免其在微生物作用下发生变化。传统的水样硝酸盐氮稳定同位素分析预处理方法是Kjeldahl法，要求事先对水样进行酸化浓缩富集或亚沸点浓缩富集，需要大量的操作时间，且不能在野外进行。目前多使用真空过柱离子交换色层法取代浓缩富集，可以在较短的时间内(4～5h;Silva，2000)完成。在野外难以获得长时间的真空条件，而且容易造成树脂脱水。过柱富集洗脱后一般采用Kjeldahl法，同样费时费力且易引起交叉污染(肖化云，刘丛强，2001)。本方法采用自由重力过柱离子交换色层法从水中分离富集硝酸盐氮，适于批量试样，可以在野外进行;重力过柱时间较长，采用过夜过柱可克服这个缺点;3号筛板可一直保存少量的水样在树脂中不至于使树脂因无人看护水样过完而干燥，大大方便了野外预处理。色层法出来后的试样可较长时间保存，再进一步采用扩散法纯化。

2)为了测定不同长度树脂对不同浓度的硝酸盐溶液的吸附率，进行了树脂长度分别为5cm(约5mL体积)和10cm(约10mL体积)的色层柱对50mL浓度分别为500mg/L、1000mg/L和2000mg/L的硝酸盐溶液的吸附实验。过柱实验后的溶液用紫外分光光度法测定NO^-₃含量，测定结果见表87.20。从表中可以看出，上述不同条件下硝酸盐吸附率均>99.9%。

有研究表明(Liu，Mulvaney，1992)，吸附在树脂上的硝酸盐可至少保存55d不会对分析结果有影响，这么长的保存时间足以完成大多数野外工作，回到实验室内进行进一步的处理。

表87.20 不同树脂柱硝酸盐的过柱吸附率

图87.18 不同条件下硝酸盐的洗脱效率

将测定硝酸盐吸附率后的6管树脂柱分别用50mL2mol/LKCl溶液分10次进行洗脱，每次5mL。洗脱溶液用紫外分光光度法测定硝酸盐含量，测定结果见图87.18及表87.21。图87.18表明，对吸附3种不同浓度硝酸盐后的树脂的洗脱，树脂长度为10cm的色层柱的洗脱顺序滞后于树脂长度为5cm的色层柱5～10mL。表87.21表明，前30mL2mol/LKCl溶液(5mL洗脱6次)对树脂长度为5cm的色层柱的洗脱效果较好，均大于95%，而对树脂长度为10cm的色层柱的洗脱效果则不理想。因此，为了使用尽可能少的树脂及使用少量的2mol/LKCl溶液达到最大的洗脱效率，选用树脂长度为5cm的色层柱进行吸附，并用30mL2mol/LKCl溶液洗脱比较理想。

表87.21 30mL2MKCl溶液对不同树脂长度色层柱的洗脱率

3)由于Dowex50W-X8树脂对NO^-₃的吸附率大于97%，洗脱率近于100%(Garten，1992)，即在吸附与洗脱过程中不会产生明显的氮同位素分馏。

4)阴离子交换树脂富集NO^-₃后，需进一步将其从洗脱液中分离出来。这一步常采用的方法是Kjeldahl法，操作复杂费时，易引起交叉污染，收集液体积较大，不利于送样，需进一步浓缩。本文采用扩散法处理洗脱液，既省力又有利，于小体积送样，不需进一步浓缩处理。扩散法提纯富集硝酸盐氮的回收率试验:先分2组对3种不同浓度的硝酸盐进行扩散:室温和50℃下扩散时间均为4d、7d、10d。另外，为了弄清楚杂质离子对KNO₃溶液扩散的影响，还进行了含SO₄^2-(1000mg/L)及Cl^-(1000mg/L)等杂质离子的KNO₃溶液在室温和50℃下均扩散4d和7d的实验。实验结果见图87.19。

图87.19 KNO₃溶液在不同条件下的扩散回收率

从图中可以清楚地看出，室温条件下的扩散均不理想，即使进行10d扩散，回收率也难以到达80%;50℃条件下进行扩散，回收率随扩散时间的延长而增大，在扩散10d后，回收率均>95%。上述实验还表明，杂质在室温时对硝酸盐溶液的扩散影响较大，而在50℃时则较小。结果表明在50℃条件下扩散10d是比较理想的条件，硝酸盐回收率高(>95%)，扩散过程中不会发生明显的氮同位素分馏。

参考文献

肖化云，刘丛强.2001.水样氮同位素分析预处理方法的研究现状与进展.岩矿测试，20 (2) : 125 -130

Garten Jr C T.1992.Nitrogen isotope composition of ammonium and nitrate in bulk precipitation and forest throughfal.International Journal of Analytical Chemistry，47: 33-45

Liu Y P， Mulvaney R L.1992.Diffusion of Kjeldahl digests for Automated Nitrogen-15 Analysis by the Rittenberg technique.Soil Science Society of America Journal，56: 1151-1154

Silva S R，Kendall C，Wilkison D H，et al.2000.A New method for collection of nitrate from fresh water and the analysis of nitrogen and oxygen isotope ratios.Journal of Hydrology，228: 22-36.

本节编写人: 肖化云、刘丛强 (中国科学院地球化学研究所) 。

4. 离子交换树脂的一搬使用方法是什么

离子交换树脂的使用方法

1.装柱（采用湿法装柱）

A 实验室

量取：将一定量的树脂与去离子水在烧杯中进行混合，然后将混合的树脂水溶液倒入量筒中，使树脂充分沉降，通过补加和移取，使树脂床层与相应刻度持平，即完成树脂的量取。

装填：关闭离子交换柱下端的出口阀门，用水将量筒中的树脂全部导入离子交换柱中，然后打开交换柱出口阀门，使树脂在柱内沉降压实，然后关闭交换柱出口阀门，待用。（注意：须保留液面高于树脂床层1-2cm，避免干柱。）

B 工业化

新树脂装柱前，应该使用清水和碱液对树脂交换柱相关管道进行清洗，清理出焊渣等固体废料和附着在柱壁和管壁上的尘土与其他杂质。然后，向柱内注入 1/3 体积的水，取少量树脂，将树脂从交换柱顶部人孔处装入柱内。关闭人孔，向柱内注水，同时打开交换柱下部排水阀门，用≥80 目筛网在排水口拦截，观察是否有树脂泄露，如果有个别小颗粒，属于正常现象；如果有大颗粒树脂出现，且量比较多，说明交换柱下滤板有问题，应把树脂和水放出，检查下滤板焊缝和水帽，查找原因，进行检修。检修完毕后，再按照上面的方法检测，直至确定符合要求，然后再将剩余的树脂加入交换柱内。

树脂装柱完成后，先用去离子水对树脂进行反向清洗，清洗流速控制在2-4BV/h，清洗约1h，停止水洗，让树脂自然沉降完全；然后用去离子水对树脂柱床进行正向清洗，清洗流速控制在4-6BV/h，清洗约1h后停止。

2.Seplite树脂预处理

首先用4%的盐酸溶液进行过柱处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理量3-4BV；处理完毕后，用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸，至出口液pH≥4，停止水洗，树脂床层上至少保留20-30cm的液面层，防止干柱。

然后用4%的氢氧化钠溶液进行过柱处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理量3-4BV；处理完毕后，用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的碱，至出口液pH≤10，停止水洗，树脂床层上至少保留20-30cm的液面层，防止干柱。

再用4%的盐酸溶液进行过柱处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理量3-4BV；处理完毕后，用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸，至出口液pH≥4，停止水洗，树脂床层上至少保留20-30cm的液面层，防止干柱。

最后再用95%以上的乙醇或甲醇溶液以1BV/h的流速进行树脂过柱处理，至进出口醇浓度一致，停止进醇，浸泡2-4h，然后继续过柱处理，至流出液澄清无浑浊时停止，再用去离子水以1～2BV/h的流速过柱清洗树脂，至出口液中无明显的醇味，待用。

3.树脂吸附

料液上柱吸附前须经必要的过滤预处理，以去除料液中的固形物杂质，防止堵塞树脂孔道，影响树脂吸附效果。吸附过程一般采取正向过柱的方式，吸附流速一般建议控制在1-2BV/h，通过检测出口液中目的物（或杂质）的含量，以确定树脂的吸附状态。

1. 吸附后水洗

树脂吸附完成后，用去离子水正向过柱清洗树脂柱床，清洗流速一般控制在1-2BV/h，清洗1-2h，以清除柱床内残留的料液以及部分水溶性杂质。

2. 树脂解析

水洗完成后，可采用4-6%的盐酸溶液或硫酸溶液对树脂进行过柱解析再生，过柱流速一般控制在1-2BV/h，处理量控制在3BV以内。也可采用8-10%的氯化钠溶液进行解析再生，处理流速一般控制在1-2BV/h，处理量控制在3BV以内。

3. 解析后水洗

树脂解析再生完成后，用去离子水正向过柱清洗树脂柱床，清洗流速一般控制在1-2BV/h，清洗1-2h，以清除柱床内残留的解析剂（酸、盐溶液）。

4. 树脂深度再生处理

树脂运行一段时间后，如出现交换容量下降，可用下面的方法对树脂进行深度再生处理。

1.碱再生

用4%的氢氧化钠溶液正向过柱，对树脂进行碱再生处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理约1.5h。热碱再生处理完毕后，用去离子水正向过柱清洗，清洗流速2-3BV/h，至出口液pH≤10。

1.酸再生

碱再生并水洗完成后，用4%的盐酸溶液进行正向过柱处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理约1.5h。酸再生处理完毕后，用去离子水正向过柱清洗，清洗流速2-3BV/h，至出口液pH≥5。

注：树脂的具体使用方法与具体使用工况、工艺方案等有关，因此，树脂的具体使用方法及细则也可向蓝晓科技应用技术服务人员咨询。

离子交换树脂注意事项：

(1)使用中应尽量避免反复对树脂进行装卸，防止树脂床层不均匀导致偏流。

(2)短时间停运，应将树脂再生、清洗干净后置于清水中浸泡。

(3)长期停运或冬季室温低于5℃，则应将树脂浸泡于15%的NaCL或10%的氢氧化钠水溶液中，防止滋生

细菌与树脂冻结。

离子交换树脂储存方法：

(4)料液上柱前须经必要的过滤处理，以除去固形物杂质，防止堵塞树脂孔道，影响树脂吸附效果。

(1)树脂储运温度5℃—40℃，严禁雨淋、暴晒。

(2)保持树脂的内、外包装完整，防止树脂受污与失水。

(3)防止树脂受冻与受热，树脂一般要求室温避光保存。

(4)避免与有异味、有毒、氧化性物质混杂堆放。

5. 离子交换层析的具体操作

对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。
洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层，要适当加压装柱，同时使柱床压紧，减少死体积，有利于分辨率的提高。
柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。 加样：
层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离心法除去。为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1%-5%。 已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全，往往需要逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。最好的洗脱方法是连续梯度洗脱，洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上，第一个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液，两容器连通，第一个容器与柱相连，当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算：
C=C2-(C2-C1)(1-V)A2/A1
式中A1、A2分别代表两容器的截面积：C1、C2分别表示容器中溶液的浓度；V为流出体积对总体积之比。当A1=A2时为线性梯度，当A1>A2时为凹形梯度，A1>A2时为凸形梯度。
洗脱时应满足以下要求：
①洗脱液体积应足够大，一般要几十倍于床体积，从而使分离的各峰不至于太拥挤。
②梯度的上限要足够高，使紧密吸附的物质能被洗脱下来。
③梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
洗脱馏份的分析按一定体积（5-10ml/管）收集的洗脱液可逐管进行测定，得到层析图谱。依实验目的的不同，可采用适宜的检测方法（生物活性测定、免疫学测定等）确定图谱中目的物的位置，并回收目的物。
离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有强吸附物则可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤，其顺序为：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20%NaOH-水。保存离子交换剂时要加防腐剂。对阴离子交换剂宜用0.002%氯已定（洗必泰），阳离子交换剂可用乙基硫柳汞（0.005%）。有些产品建议用0.02%叠氮钠。

6. 离子交换树脂的洗脱顺序和什么有关

和树脂的亲和力有关，主要是静电吸引，其次是疏水作用。

树脂的交联度，即树脂基体版聚合时所用二权乙烯苯的百分数，对树脂的性质有很大影响。通常，交联度高的树脂聚合得比较紧密，坚牢而耐用，密度较高，内部空隙较少，对离子的选择性较强。

而交联度低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反应速度较快，但在工作时的膨胀性较大，机械强度稍低，比较脆而易碎。

(6)离子交换洗脱色层视频扩展阅读：

大孔树脂内部的孔隙又多又大，表面积很大，活性中心多，离子扩散速度快，离子交换速度也快很多，约比凝胶型树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高，所需处理时间缩短。

大孔树脂还有多种优点耐溶胀，不易碎裂，耐氧化，耐磨损，耐热及耐温度变化，以及对有机大分子物质较易吸附和交换，因而抗污染力强，并较容易再生。

交联度高的树脂对离子的选择性较强，大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。

7. 解吸的离子交换技术中的解吸

用解吸剂使被离子交换树脂相吸附的离子重新进入水相的过程，又称洗脱或淋洗内。解吸剂又叫淋洗剂容。
解吸是离子交换工艺的主要环节之一。在简单的离子交换工艺中，离子交换树脂的解吸和离子交换树脂的再生往往是同时实现的，解吸的过程有时也是再生的过程(见离子交换树脂再生)。
当离子交换法用于分离性质相似物质如稀土元素离子交换色层分离时，必须借助解吸剂对被吸附的离子解吸能力的强弱来使元素分离。此时影响淋洗分离效率的因素主要有淋洗剂的pH值、交换剂的粒度、装入量、淋洗速度及交换柱的结构等。

8. 离子交换时常用的洗脱方式有哪些

再生剂方面：
软化钠床：浓度为5-8%的NaCl溶液，再生剂用量为树脂床层体积的3倍，再生液接触内时间大于30分钟；容
阳床（即氢床）：浓度为4%的HCl溶液，再生剂用量为树脂床层体积的3倍，再生液接触时间大于30分钟；
阴床：浓度为4%的NaOH溶液，再生剂用量为树脂床层体积的3倍，再生液接触时间大于30分钟；
再生方式方面：
1）顺流再生
2）逆流再生
3）混床设备分同步再生（即上面进碱，下面进酸，计算准确流量，从中排口排出），两步再生（即先从上部进碱，从下部排除，然后从下部进酸，上部进水顶压，从中排口排出）。

9. 吸附薄层层析与分配，离子交换薄层层分析的区别

离子交换层析（Ion Exchange Chromatography简称为IEC）是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。1848年，Thompson等人在研究土壤碱性物质交换过程中发现离子交换现象。本世纪40年代，出现了具有稳定交换特性的聚苯乙烯离子交换树脂。50年代，离子交换层析进入生物化学领域，应用于氨基酸的分析。目前离子交换层析仍是生物化学领域中常用的一种层析方法，广泛的应用于各种生化物质如氨基酸、蛋白、糖类、核苷酸等的分离纯化。常用的离子交换剂有：离子交换纤维素、离子交换葡聚糖和离子交换树脂 。
离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的pH条件下，其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将
吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。
⒈离子交换剂预处理和装柱对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。洗涤好的纤维素使用前必须平衡至所需的pH和离子强度。已平衡的交换剂在装柱前还要减压除气泡。为了避免颗粒大小不等的交换剂在自然沉降时分层，要适当加压装柱，同时使柱床压紧，减少死体积，有利于分辨率的提高。柱子装好后再用起始缓冲液淋洗，直至达到充分平衡方可使用。
⒉加样与洗脱加样：层析所用的样品应与起始缓冲液有相同的pH和离子强度，所选定的pH值应落在交换剂与被结合物有相反电荷的范围，同时要注意离子强度应低，可用透析、凝胶过滤或稀释法达此目的。样品中的不溶物应在透析后或凝胶过滤前，以离心法除去。为了达到满意的分离效果，上样量要适当，不要超过柱的负荷能力。柱的负荷能力可用交换容量来推算，通常上样量为交换剂交换总量的1％-5％。
洗脱：已结合样品的离子交换前，可通过改变溶液的pH或改变离子强度的方法将结合物洗脱，也可同时改变pH与离子强度。为了使复杂的组份分离完全，往往需要逐步改变pH或离子强度，其中最简单的方法是阶段洗脱法，即分次将不同pH与离子强度的溶液加入，使不同成分逐步洗脱。由于这种洗脱pH与离子强度的变化大，使许多洗脱体积相近的成分同时洗脱，纯度较差，不适宜精细的分离。最好的洗脱方法是连续梯度洗脱，洗脱装置见图16-6.两个容器放于同一水平上，第一个容器盛有一定pH的缓冲液，第二个容器含有高盐浓度或不同pH的缓冲液，两容器连通，第一个容器与柱相连，当溶液由第一容器流入柱时，第二容器中的溶液就会自动来补充，经搅拌与第一容器的溶液相混合，这样流入柱中的缓冲液的洗脱能力即成梯度变化。第一容器中任何时间的浓度都可用下式进行计算：
C＝C2－（C2－C1）（1－V）A2/A1
式中A1、A2分别代表两容器的截面积：C1、C2分别表示容器中溶液的浓度；V为流出体积对总体积之比。当A1＝A2时为线性梯度，当A1＞A2时为凹形梯度，A1＞A2时为凸形梯度。
洗脱时应满足以下要求：①洗脱液体积应足够大，一般要几十倍于床体积，从而使分离的各峰不致于太拥挤。②梯度的上限要足够高，使紧密吸附的物质能被洗脱下来。③梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。
⒊洗脱馏份的分析按一定体积（5-10ml/管）收集的洗脱液可逐管进行测定，得到层析图谱。依实验目的的不同，可采用适宜的检测方法（生物活性测定、免疫学测定等）确定图谱中目的物的位置，并回收目的物。
⒋离子交换剂的再生与保存离子交换剂可在柱上再生。如离子交换纤维素可用2mol/：NaCl淋洗柱，若有强吸附物则可用0.1mol/LNaOH洗柱；若有脂溶性物质则可用非离子型去污剂洗柱后再生，也可用乙醇洗涤，其顺序为：0.5mol/LNaOH-水-乙醇-水-20％NaOH-水。保存离子交换剂时要加防腐剂。对阴离子交换剂宜用0.002％氯已定（洗必泰），阳离子交换剂可用乙基硫柳汞（0.005％）。有些产品建立用0.02％叠氮钠。
⒌离子交换层析的应用离子交换层析技术已广泛用于各学科领域。在生物化学及临床生化检验中主要用于分离氨基酸、多肽及蛋白质，也可用于分离核酸、核苷酸及其它带电荷的生物分子。

概念
层析是“色层分析”的简称。利用各组分物理性质的不同，将多组分混合物进行分离及测定的方法。有吸附层析、分配层析两种。一般用于有机化合物、金属离子、氨基酸等的分析。
层析（chromatography）利用物质在固定相与流动相之间不同的分配比例，达到分离目的的技术。层析对生物大分子如蛋白质和核酸等复杂的有机物的混合物的分离分析有极高的分辨力。
[编辑本段]语源学
chrome意为“色彩”，graphy源自希腊文，意为“写”。色谱为层析的同义语，都是从英语chromatography译来的。
层析（色谱） chromatograpby
在把微细分散的固体或是附着于固体表面的液体作为固定相，把液体（与上述液体不相混合的）或气体作为移动相的系统中，使试料混合物中的各成分边保持向两相分布的平衡状态边移动，利用各成分对固定相亲和力不同所引起的移动速度差，将它们彼此分离开的定性与定量分析方法，称为层析，亦称色谱法。根据移动相种类的不同，分为液体层析、气体层析二种。用作固定相的有矽胶、活性炭、氧化铝、离子交换树脂、离子交换纤维等，或是在硅藻土和纤维素那样的无活性的载体上附着适当的液体，也可使用其他物质。将作为固定相的微细粉末状物质装入细长形圆筒中进行的层析称为柱层析（column chromatogra-phy），在玻璃板上涂上一层薄而均的物质作为固定相的称为薄层层析（thin-layer chromatography），后者可与用滤纸作为固定相的纸上层析进行同样的分析，即在固定相的一端，点上微量试料，在密闭容器中，使移动相（液体）从此端渗入，移动接近另一端。通过这种展开操作，各成分呈斑点状移动到各自的位置上，再根据Rf值的测定进行鉴定。当斑点不易为肉眼观察时，可利用适当的显色剂，或通过紫外灯下产生荧光的方法进行观察。也可采用在第一种移动相展开后再用另一移动相进行展开（这时的展开方向应与原方向垂直），使各成分分离完全的双相层析（two-dimensional chromatography）。分离后，将斑点位置的固定相切取下来，把其中含有来自试料的物质提取进行定量分析。但为制备与定量，柱层析则更为适宜。在柱层析中，移动相从加入试料的一端展开到达另一端后，继续展开使各成分和移动相一起向柱外分别溶出，这就是广泛使用的所谓洗提层析（elution chromatography）。层析根据固定相与溶质（试料）间亲和力的差异分为吸附型、分配型、离子交换型（离子交换层析）等三种类型。但这并不是很严格的，有时常见到其中间类型。此外，近来也应用亲和层析，即将与基质类似的化合物（通常为共价键）结合到固定相上，再利用其特异的亲和性沉淀与其对应的特定的酶或蛋白质。
[编辑本段]类别
◆按层析的机理划分：
吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析等。
吸附层析：利用吸附剂表面对不同组分吸附性能的差异，达到分离鉴定的目的。
分配层析：利用不同组分在流动相和固定相之间的分配系数不同，使之分离。
离子交换层析：利用不同组分对离子交换剂亲和力的不同。
凝胶层析：利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同。
◆按流动相与固定相的不同划分：
气相层析、液相层析。这两大类层析是以流动相不同来划分的。如同时区分流动相和固定相，划分为：气固层析、气液层析、液固层析和液液层析等。
◆按操作形式划分：
柱层析、纸层析、薄层层析、高效液相层析等。
柱层析：将固定相装于柱内，使样品沿一个方向移动而达到分离。
纸层析：用滤纸做液体的载体，点样后，用流动相展开，以达到分离鉴定的目的。
薄层层析：将适当粒度的吸附剂铺成薄层，以纸层析类似的方法进行物质的分离和鉴定。
以上划分无严格界限，有些名称相互交叉，如亲和层析应属于一种特殊的吸附层析，纸层析是一种分配层析，柱层析可做各种层析。
[编辑本段]基本原理
层析须在两相系统间进行。一相是固定相，需支持物，是固体或液体。另一相为流动相，是液体或气体。当流动相流经固定相时，被分离物质在两相间的分配，由平衡状态到失去平衡到又恢复平衡，即不断经历吸附和解吸的过程。随着流动相不断向前流动，被分离物质间出现向前移动的速率差异，由开始的单一区带逐渐分离出许多区带，这个过程叫展层。
系数K是物质在两相中的浓度比。K值大，则在固定相中吸附牢，K值小吸附差。各物质间的K值差别大，则易被分离。不同类型层析的K值含义不同，可视为吸附平衡常数，分配常数或离子交换常数等。
研究层析现象而发展的塔板理论，与有机化学实验中的分馏法原理有些相似。被分馏的有机溶剂在分馏柱内的填充物上形成许多热交换层，从而把低沸点溶剂先分馏出来，达到纯化的目的。在层析时用理论塔板数n来衡量层析效能。
tR为物质在层析柱上的保留时间，W为洗脱下来的物质峰形的宽度。n值愈大表示层析柱的效能愈高。如用理论塔板高度H表示，则包含了层析柱长度的因子。
式中L为层析柱的柱长。H值越大，则柱效越低。
此外影响层析分离效果的还有涡流扩散、纵向扩散和传质阻抗等因素。因此选择层析固定相支持物的粒度、均匀度等物理性能，流动相的层析系统和温度等都是做好层析的关键。
[编辑本段]几种常用的层析
◆吸附层析
吸附剂的吸附力强弱，是由能否有效地接受或供给电子，或提供和接受活泼氢来决定。被吸附物的化学结构如与吸附剂有相似的电子特性，吸附就更牢固。常用吸附剂的吸附力的强弱顺序为：活性炭、氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙、磷酸钙、石膏、纤维素、淀粉和糖等。以活性炭的吸附力最强。吸附剂在使用前须先用加热脱水等方法活化。大多数吸附剂遇水即钝化，因此吸附层析大多用于能溶于有机溶剂的有机化合物的分离，较少用于无机化合物。洗脱溶剂的解析能力的强弱顺序是：醋酸、水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、醚、氯仿、苯、四氯化碳和己烷等。为了能得到较好的分离效果，常用两种或数种不同强度的溶剂按一定比例混合，得到合适洗脱能力的溶剂系统，以获得最佳分离效果。
◆分配层析
在支持物上形成部分互溶的两相系统。一般是水相和有机溶剂相。常用支持物是硅胶、纤维素和淀粉等，这些亲水物质能储留相当量的水。被分离物质在两相中都能溶解，但分配比率不同，展层时就会形成以不同速度向前移动的区带。
◆离子交换层析
支持物是人工交联的带有能解离基团的有机高分子，如离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶等。带阳离子基团的，如磺酸基（—SO3H）、羧甲基（—CH2COOH）和磷酸基等为阳离子交换剂。带阴离子基团的，如DEAE—（二乙基胺乙基）和QAE—（四级胺乙基）等为阴离子交换剂。离子交换层析只适用于能在水中解离的化合物，包括有机物和无机物。对于蛋白质、核酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好的分辨力。离子交换基团在水溶液中解离后，能吸引水中被分离物的离子，各种物质在离子交换剂上的离子浓度与周围溶液的离子浓度保持平衡状态，各种离子有不同的交换常数，K值愈高，被吸附愈牢。洗脱时，增加溶液的离子强度，如改变pH，增加盐浓度，离子被取代而解吸下来。洗脱过程中，按K值不同，分成不同的区带。
◆凝胶过滤层析
支持物是人工合成的交联高聚物，在水中膨胀后成为凝胶。凝胶内为内水层，凝胶周围的水为外水层。控制交联度以形成不同孔径的网状结构。交联度小的孔径大，交联度大的孔径小。凝胶只允许被分离物质中小于孔径的分子进入，大于孔径的分子被排斥在外水层，最先被洗脱下来。而进入孔径的分子也按分子量大小大致分离成不同的区带。选择不同规格的凝胶，可把一个混合物按分子量的差异分成不同的组分。这种方法曾被称为分子筛。目前常用的凝胶商品有：葡聚糖凝胶（sephadex）、聚丙烯酰胺凝胶（bio-gel）、琼脂糖凝胶（sepharose）和聚苯乙烯凝胶（styragel）等。
◆亲和层析
在一对有专一的相互作用的物质中，把其中之一联结在支持物上，用于纯化相对的另一物质。常见的亲和对如：酶和抑制剂，抗原和抗体，激素和受体等。支持物为琼脂糖或纤维素等。
◆气相层析
属于分配层析或吸附层析，仅适用于分析分离挥发性和低挥发性物质。固定相是在惰性支持物（如磨细的耐火砖）上覆盖一层高沸点液体，如硅油、高沸点石蜡和油脂、环氧类聚合物。外涂层约为支持物重量的20％。分析时操作温度范围，一般从室温到200℃。特殊的层析柱能达到500℃。流动相常用氦、氩或氮为展层气体。气相层析分离的区带十分清晰，是由于挥发性物质在两相间能很快达到平衡，所需分析时间大为缩短，一般为数分钟至10余分钟。检测记录系统绘出的各峰是测定流出气体电阻变化的结果，因而测定样品量可到微克和毫微克水平。具有快速、灵敏和微量的优点。气相层析也能用于分离制备样品，但需增加将流出气体通过冷冻将分离物回收的装置。
◆纸层析
以滤纸为支持物的分配层析。组成滤纸的纤维素是亲水物质，能形成水相和展层溶剂的两相系统，被分离物质在两相中的分配保持平衡关系。纸层析用于分析简单的混合物时可做单向层析。对于复杂的混合物，可做双向层析。1944年A．J．P．马丁第一次用纸层析分析氨基酸，得到很好的分离效果，开创了近代层析的发展和应用的新局面。70年代以后，纸层析已逐渐为其他分辨力更高、速度更快和更微量化的新方法，如离子交换层析、薄层层析、高效液相层析等所代替。
◆薄层层析
在玻璃片、金属箔或塑料片上铺上一层约1～2毫米的支持物，如纤维素、硅胶、离子交换剂、氧化铝或聚酰胺等，根据需要做不同类型的层析。聚酰胺薄膜是一种特异的薄层，将尼龙溶解于浓甲酸中，涂在涤纶片基上，当甲酸挥发后，在涤纶片基上形成一层多孔的薄膜，其分辨力超过了用尼龙粉铺成的薄层。薄层层析较纸层析优越在于分辨高，展层时间短。例如用纸层析做氨基酸分析，往往需要两天时间，而且对层析条件要求严格，不易得到满意的分离效果。如用薄层层析做，一般约需半小时，分离效果更好。薄层层析一般用于定性分析。也能用于定量分析和制备样品。
◆高效液相层析（又名高压液相色谱）
70年代新发展的层析法。其特点是：用高压输液泵，压强最高可达5000psi（相当于34个标准大气压）。用直径约3～10微米的超细支持物装填均匀的不锈钢柱。常用的支持物是在玻璃小珠上涂一层1～2微米的二氧化硅，经硫酰氯反应生成Si—Cl，进一步连接疏水的烷基，如Si—C18H37，或阳离子交换基团—Si（CH2）n—C6H4SO3H，或阴离子交换基团—Si（CH2）nNH2。这种支持物能承受很高的压力，化学性能稳定。用不同类型支持物的HPLC，可做吸附层析、离子交换层析和凝胶过滤层析。其分析微量化可达10-10克水平。但用于制备，可以纯化上克的样品。展层时间短，一般需几分钟到10余分钟。其分析速度、精确度可与气相层析媲美。HPLC适于分析分离不挥发和极性物质。而气相层析只适用于挥发性物质，两者互为补充，都是目前最为理想的层析法。HPLC配有程序控制洗脱溶剂的梯度混合仪，数据处理的积分仪和记录仪等电子系统，成为一种先进的分析仪器，在生物化学、化学、医药学和环境科学的研究中发挥了重要作用。
◆反相层析
在吸附层析中，高极性物质在层析柱上吸附较牢，洗脱时发生拖尾现象和保留时间长的问题。如果在支持物上涂上一层高碳原子的疏水性强的烷烃类，洗脱液用极性强的溶剂，如甲醇和水的混合物。则被分离样品中的极性强的物质不被吸附，最先洗下来，得到较好的分离效果。这种层析法与普通的吸附层析法相反，故称为反相层析。目前用HPLC做反相层析常用的ODS柱，即在支持物的表面上连接了C18H37Si—基团。
◆同系层析
在核酸分析中，将样品经核酸酶部分裂解成不同长度的核苷酸片段，用同位素标记后，在DEAE纤维素薄层上分离，用含有未标记的相同的核苷酸片段作展层溶剂，这样，未标记的核苷酸把标记过的核苷酸推进，使按分子量大小不同把标记核苷酸片段，按由小到大的次序排列，达到分离的目的。于是把这种层析法称为同系层析。同系层析和电泳相结合曾用于寡核苷酸的顺序分析。
纸层析是层析法的一种,要了解纸层法还得从层析法开始.层析法又称色层分析法或色谱法（Chromatography），是一种基于被分离物质的物理、化学及生物学特性的不同，使它们在某种基质中移动速度不同而进行分离和分析的方法。例如：我们利用物质在溶解度、吸附能力、立体化学特性及分子的大小、带电情况及离子交换、亲和力的大小及特异的生物学反应等方面的差异，使其在流动相与固定相之间的分配系数（或称分配常数）不同，达到彼此分离的目的。
层析法的最大特点是分离效率高，它能分离各种性质极相类似的物质。而且它既可以用于少量物质的分析鉴定，又可用于大量物质的分离纯化制备。因此，作为一种重要的分析分离手段与方法，它广泛地应用于科学研究与工业生产上。现在，它在石油、化工、医药卫生、生物科学、环境科学、农业科学等领域都发挥着十分重要的作用。
层析根据固定相基质的形式分类，层析可以分为纸层析、薄层层析和柱层析。其中纸层析是指以滤纸作为基质的层析。

10. 在看离子交换时不太明白线性梯度洗脱原理，能不能具体一点

③梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的分级梯度洗脱是依据各种离子或离子化合物与离子交换剂的结合力不同而进行分离