① 离子交换色谱法的原理，装置及应用
原理：
离子交换色谱（ion exchange chromatography，IEC）以离子交换树脂作为固定相，树脂上具有固定离子基团及可交换的离子基团。当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时，组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而得到分离。
装置：
（1）分离柱 装有离子交换树脂，如阳离子交换树脂、阴离子交换树脂或螯合离子交换树脂。为了减小扩散阻力，提高色谱分离效率，要使用均匀粒度的小球形树脂。最常用的阳离子交换树脂是在有机聚合物分子（如苯乙烯－二乙烯基苯共聚物）上连接磺酸基官能团（─SO3─）。最常用的阴离子交换剂是在有机聚合物分子上连接季铵官能团(─NH4)。这些都是常规高交换容量的离子交换树脂，由于它们的传质速度低，使柱效和分离速度都低。C.霍瓦特描述了一种薄膜阴离子交换树脂，它是在苯乙烯－二乙烯基苯共聚物核心上沉淀一薄层阴离子交换树脂，就象鸡蛋有一薄层外皮那样，离子交换反应只在外皮上进行,因此缩短了扩散的路径,所以离子交换速度高，传质快，提高了柱效。同样，在小颗粒多孔硅胶上涂一薄层离子交换材料也可得到相同类型的树脂。螯合离子交换树脂具有络合某些金属离子而同时排斥另一些金属离子的能力，因此这种树脂具有很高的选择性。除了离子交换柱外，其他高效液相色谱柱也可用于分离离子。
（2）抑制柱和柱后衍生作用 常用的检测器不仅能检测样品离子，而且也对移动相中的离子有响应，所以必须消除移动相离子的干扰。在离子色谱中，消除(抑制)移动相离子干扰的常用方法有两种。
①抑制反应，用抑制反应来改变移动相，使移动相离子不被检测器测出。离子色谱通常使用电导检测器。在抑制反应中??缍匝衾胱佣?裕?把高电导率移动相的氢氧化物转变成水,而样品离子则转变成它们相应的酸：
NaOH+H+─→Na++H2O
NaX+H+─→HX+Na+
在装有强酸性阳离子交换树脂的柱中进行抑制反应，使用一段时间后，这种树脂就需要再生，很不方便。改用连接有磺酸基(─SO3H)的离子交换膜(阳离子交换膜)或用连接有铵基(─NH4)的离子交换膜(阴离子交换膜)，就可以连续进行抑制反应。例如，阳离子交换膜可使阳离子通过它扩散过去，而阴离子则不能扩散过去。
1981年，T.S.史蒂文斯和斯莫尔等报道了中空纤维抑制法。这种纤维是由阳离子交换膜材料拉制而成。用这种方法不仅不需要再生抑制柱而且减小了峰的加宽，提高了柱效。一种比较新的膜技术是加一电场以加速离子的传递，该法与中空纤维法比较，其优点是反应时间短、交换能力高，并且可以用于阳离子和阴离子两者。
②柱后衍生作用，将从柱子流出的洗出液与对被测物有特效作用的试剂相混合，在一反应器中生成带色的络合物（见配位化合物）。对衍生试剂最重要的要求是它们与被测物能生成络合物，但不与移动相生成络合物。柱后衍生法能用于测定重金属离子，所用的衍生试剂有茜素红S等。
（3）检测器 分为通用型和专用型。通用型检测器对存在于检测池中的所有离子都有响应。离子色谱中最常用的电导检测器就是通用型的一种。紫外－可见分光光度计是专用型的检测器，对离子具有选择性响应。可变波长紫外检测器与电导检测器联用,能帮助鉴定未知峰,分辨重叠峰和提供电导检测器不能测定的阴离子，如硫化物及亚砷酸中的阴离子的检测。
在离子色谱中，电导检测法总是和抑制反应配合使用。这种检测器对分子不响应，如水、乙醇或者不离解的弱酸分子等。对于电导检测器，一个重要的条件是温度要稳定，所以检测池要放在恒温箱中，1982年H.萨托设计一种双示差电导检测器，消除了温度变化对检测的影响，可测定10-9摩尔的阴离子。
应用：
离子色谱主要用于测定各种离子的含量，特别适于测定水溶液中低浓度的阴离子，例如饮用水水质分析，高纯水的离子分析，矿泉水、雨水、各种废水和电厂水的分析，纸浆和漂白液的分析，食品分析，生物体液(尿和血等)中的离子测定，以及钢铁工业、环境保护等方面的应用。离子色谱能测定下列类型的离子：有机阴离子、碱金属、碱土金属、重金属、稀土离子和有机酸,以及胺和铵盐等。
② 离子交换层析具体操作
离子交换层析操作详解
1. 预处理和装柱是离子交换层析的关键步骤。首先，对于离子交换纤维素，需要流水冲洗去除碎屑，以确保均匀度。若产品已溶胀，可跳过这步，但需确保其成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂通常采用“碱-酸-碱”处理，转变成-OH-或盐型，阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，变为-H-型。装柱前，平衡至所需的pH和离子强度，并减压排除气泡。为了防止颗粒分层，装柱时需适当加压，确保柱床紧实，以提高分辨率。装好后，需用起始缓冲液淋洗，直至达到平衡状态方可使用。
2. 加样与洗脱阶段，样品应与起始缓冲液保持相同的pH和离子强度，选择的pH值应在交换剂与结合物相反电荷的范围内，同时离子强度要低，可通过透析、凝胶过滤或稀释来调整。不溶物需预先除去。合适的上样量是关键，一般不超过柱子的负荷能力，上样量通常为交换剂总量的1%-5%。洗脱样品时，可通过改变pH或离子强度，或采用阶段洗脱或连续梯度洗脱法，后者通过控制两个容器中缓冲液浓度的梯度变化来达到最佳分离效果。在洗脱过程中，需确保洗脱液体积充足，梯度上限足够高且上升速度适中，以防止目的物过早或过晚解吸。
3. 洗脱后的分析，以5-10毫升/管收集洗脱液，通过检测方法（如生物活性测定或免疫学测定）确定目的物位置，然后进行回收。对于离子交换剂的再生，如纤维素可用NaCl和NaOH溶液处理，脂溶性物质则需非离子型去污剂或乙醇清洗。保存时，需添加防腐剂，阴离子交换剂通常使用氯已定，阳离子交换剂则使用乙基硫柳汞，有些产品可添加叠氮钠。
离子交换层析操作需严格把控各个步骤，确保样品处理得当，洗脱过程有效，以实现理想的分离效果。
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。1
③ 急求：离子交换柱层析分离氨基酸的讲义
一、目的
学习用阳离子交换树脂柱分离氦基酸的操作方法和基本原理.
二、原理
各种氨基酸分子的结构不同,在同一PH时与离子交换树脂的亲和力有差异,因此可依亲和力从小到大的顺序被洗脱液洗脱下来,达到分离的效果.
三、器材
1、20cmX 1cm层析管 2、试管
3、吸管． 4、恒压洗脱瓶
5、部分收集器 6、搪磁杯
7、电炉 8、分光光度计
四、试剂和材料
1、．苯乙烯磺酸钠型树脂（强酸 lx 8,l00一200目,可用上海华东化工学院产品）
2 、2 mol／L盐酸溶液
3、2mol／L氢氧化钠溶液
4、标准氨基酸溶液 天冬氨酸、赖氨酸和组氨酸均配制成 2 mg／mL的0.1M盐酸溶液.
5、混合氢基酸溶液将上述天冬氨酸、赖氨酸和组氨酸溶液按1：2．5：10的比例混合.
6、柠檬酸－氢氧化钠一盐酸冲液（pH5.8）,钠离子浓度0 .45M）
取柠檬酸（C6O7H8.H20 ）14.25g、氢氧化钠9.30g和 浓盐酸 5．25 mL溶于少量水后,定容至 500 mL,冰箱保存.
7、显色剂 2 g水合茚三酮溶于 75mL乙二醇单甲醚中．加水至 100 mL.
8、50%乙醇水溶液
五、操作
1、层析柱的准备：将强酸型阳离子交换树脂用氢氧化钠处理成Na+型后洗至中性（处理方法见第三篇实验十二）．搅拌一小时后装成一个直径1cm．高 16～18 cm的层析柱.
2、氨基酸的洗脱：用P H5.8的柠檬酸缓冲液流洗平衡交换住（装置如图）.调节流速为 0.5 mL／min,流出液达床体积的4倍时即可上样.由柱上端仔细加人氨基酸混合液0．25—0．5 mL,同时开始收集流出液.当样品液弯月面靠近树脂顶端时,即刻加入0.5 mL拧檬酸缓冲液冲洗加样品处.待缓冲液弯月面靠近树脂顶端时.再加入0．5 mL缓冲液.如此重复两次,然后用滴管小心注入柠檬酸缓冲液（切勿搅动床面）,并将柱与洗脱瓶和部分收集器相连.开始用试管收集洗脱液,每管收集lmL．共收集60一80管.
3、氨基酸的鉴定：向各管收集液中加lmL水合茚三酮显色剂并混匀,在沸水浴中淮确加热15分钟后冷却至室温．再加15 mL的50％乙醇液.放置10分钟.以收集液第2管为空白,测定A570nm波长的光吸收值.以光吸收值为纵坐标,以柱洗脱体积为横坐标绘制洗脱曲线.以已知3种氨基酸的纯溶液为样品,按上述方法和条件分别操作,将得到的洗脱曲线与混合氨基酸的洗脱曲线对照．可确定3个峰的大致位置及各蜂为何种氨基酸.