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離子交換色譜是蛋白純化技術中常用的一種純化方法，其原理是指被分離物質所帶的電荷可與離子交換劑所帶的相反電荷結合，這種帶電分子與固定相之間的結合作用是可逆的，在改變pH或者用逐漸增加離子強度的緩沖液洗脫時，離子交換劑上結合的物質可與洗脫液中的離子發生交換而被洗脫到溶液中。由于不同物質的電荷不同，其與離子交換劑的結合能力也不同，所以被洗脫到溶液中的順序也不同，從而被分離出來。
絕大多數重組蛋白純化都要用到離子交換。離子交換色譜的基礎是高分辨率，可以直接放大規模應用在工業上，柱再生容易，還可以使蛋白濃縮。大多數蛋白質的靜電荷是負值，因此陰離子交換色譜的應用最為廣泛。
離子交換色譜的實際操作：
1.將超純水與沉降膠按1:3比例懸浮，輕輕攪勻；
2.將色譜柱固定到設備支架上，鏈接出口管道，從柱底端進口反向泵入超純水，排除管道及篩板中的氣泡，停泵，然后從出口端放出部分超純水，保留1~2cm高度超純水，封死出口端，然后正向沖洗進口端管道和適配器，排除篩板和管道中氣泡；
3.通過玻璃棒引流將懸浮膠導入色譜柱，在柱上端補充部分超純水，攪勻，裝上適配器；
4.將柱出口端與色譜設備連接，以0.2MPa恒壓裝柱，裝填至恒定的柱床高度，標記柱床膠面位置，關閉泵，松開適配器，降低適配器至膠面下2mm處，繼續裝填，待柱床高度穩定后，標記柱床膠面位置，降低適配器至柱上標記柱床位置下2mm。固定適配器，繼續裝填2~3柱體積；
5.確定柱體積，測量柱高，計算柱體積及記錄裝柱時的最大流速；
6.選擇最佳線速，用0.5mol/L NaOH沖洗柱，沖洗3~5體積；
7.接著用超純水沖柱，沖洗10柱體積，至pH顯示接近超純水pH。
