交換樹脂凝膠顆粒

① 離子交換層析蛋白純化

離子交換層析是一種基於不同蛋白質與離子交換樹脂上電荷基團可逆結合力的差異進行分離的技術。離子交換樹脂是帶有電荷基團的高分子聚合物凝膠顆粒，通過這一技術，依據流動相中蛋白質的電荷性質，實現對目標蛋白的分離與純化。

離子交換樹脂主要分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂帶負電，能與陽離子物質結合，通常分為強酸型、中等酸型和弱酸型；陰離子交換樹脂帶正電，能與陰離子物質結合，分為強鹼型、中等鹼型和弱鹼型。這些樹脂的離子交換特性取決於電荷基團的解離度，強酸型樹脂對H＊的結合力比Na＋小，弱酸型樹脂對H＇的結合力比Na＊大；強鹼型樹脂對OH 的結合力比CI小，而弱酸型樹脂對OH 的結合力比CT大。

離子交換樹脂的交換容量反映了其與溶液中蛋白質進行交換的能力，它不僅與樹脂本身有關，還與實驗條件密切相關。離子交換樹脂的總交換容量用每毫克或每毫升交換劑含有可解離基團的毫克當量數來表示，對分離蛋白質的離子交換樹脂而言，通常用每毫克或每毫升交換劑能夠吸附某種蛋白質的量來表示。

在離子交換層析實驗中，選擇合適的離子交換樹脂對於分離效果至關重要。陽離子交換樹脂在等電點pl＜pH條件下與蛋白結合，等電點pl＞pH的蛋白與之結合。強型離子交換樹脂使用的pH范圍廣，適合制備去離子水和分離在極端pH溶液中解離且較穩定的物質。樹脂基質的疏水性影響蛋白質的穩定性和分離效果，分離生物大分子時，應選擇親水性基質的交換劑，以溫和的方式吸附和洗脫蛋白質，避免破壞生物大分子的活性。

離子交換層析的基本步驟包括離子交換樹脂的選擇、離子交換層析柱的制備、緩沖液的制備、加樣、洗脫以及離子交換柱的再生。在加樣過程中，需注意樣品液的離子強度和pH，上樣量應由交換容量決定。洗脫過程中，採用線性梯度洗脫，通過逐步增大離子強度，使結合在離子交換樹脂上的蛋白質組分依次被洗脫下來。洗脫液的選擇需保證在整個洗脫液梯度范圍內，所有待分離蛋白質組分穩定，並能夠被洗脫下來。洗脫速度需保持恆定，以獲得較好的解析度，但需考慮解析度與洗脫速度之間的關系，以優化分離效果。

在離子交換層析實驗中，影響交換容量的因素主要有樹脂顆粒大小、顆粒內孔隙大小、離子強度和pH。顆粒大小和孔隙大小影響離子交換樹脂與樣品組分作用的有效表面積，pH對弱酸和弱鹼型離子交換樹脂影響較大，而離子強度增大通常導致交換容量下降。通過優化實驗條件和參數，可以實現對目標蛋白質的高效純化。

② 陰陽離子交換樹脂陰陽離子交換樹脂產品簡介

漂萊特C-100E是一款凝膠型聚苯乙烯磺酸基陽離子交換樹脂，屬於特級高純度產品，主要應用於食品、釀造、飲用水以及食品加工用水制備等行業。相較於EEC規定的標准和美國FDA條款中的第21條D3.25部分，其標准更嚴格。

漂萊特C-100E具有良好的化學和物理穩定性，強度高、流出物低，特別適用於上述行業。它的理化性能典型表現為：聚合物骨架由聚苯乙烯-二乙烯苯構成，功能基為聚苯乙烯磺酸基，出廠型式為鈉型，外觀為淡色球狀顆粒。鈉型水份含量在46-50%之間，粒度分布中+1.2mm以下的顆粒佔5%，-0.3mm以下的顆粒佔1%。全交(鈉型)含量為≥1.9eq/L濕樹脂，≥4.5eq/kg干樹脂。在轉換為H+時，膨脹率≤5%。pH穩定性為0-14。比重為鈉型時為1.27。操作溫度為≤150℃。

綜上所述，漂萊特C-100E是一款高性能的陽離子交換樹脂，其化學與物理穩定性高，強度高，流出物低，適用於食品、釀造、飲用水及食品加工用水制備等行業，符合嚴格的質量標准。

③ 凝膠型離子交換樹脂的優缺點

凝膠樹抄脂的交換容量高於大孔型樹襲脂，其合成工藝也較為簡單。而大孔樹脂在聚合時，需添加惰性有機溶劑作為致孔劑，聚合後須將溶劑抽提除去，然後再經化學反應活化處理，導入離子交換基團，因此，大孔樹脂合成工藝及相應的後處理比凝膠樹脂復雜。除高流速水處理系統外，在一般水處理中大多採用凝膠型離子交換樹脂。
樹脂只有化學結構孔，網孔通常很小，平均孔徑約1~2nm，且大小不一。在乾的狀態下，這些網孔並不存在，當樹脂浸入水中時，樹脂顆粒本身發生溶脹過程中才顯示出孔眼。
由於無機物離子的直徑都很小（0.3～0.7nm），用普通的凝膠型樹脂是完全可以除去；但當水中有有機物分子存在時，由於其分子很大（膠硅化合物的粒徑可大於50nm，某些蛋白質分子為5～20nm），用普通凝膠樹脂除去它們則有困難。而且再生時，這些被吸附的有機物也不易被再生下來，所以凝膠型樹脂易於被有機物所污染。

④ 交換樹脂的陰離子交換樹脂

4200Cl 工業級強鹼性陰離子交換樹脂 AMBERJET 4200Cl是一種均勻顆粒、高品質，一型強鹼性陰離版子交換樹脂。
苯乙烯權/二乙烯苯共聚合體 官能基 -N (CH3)3 物理形態 不溶性﹐白色透明顆粒
出貨時之離子型態 氯離子型
含濕比率 49到55%(氯型)
比重 1.06到1.08(氯型)
包裝密度 670克/公升(氯型)
均勻系數 ?1.25 顆粒平均直徑 600-800um 細微顆粒含量 <0.425mm: 0.5%max
粗顆粒含量 >0.850mm: 5%max
可用於所有的水處理設備應用。經過」最佳化」設計的AMBERJET 4200Cl其顆粒的均勻性可適用於工業設備。當與AMBERJET 1200Na或1200H配合時，亦可用於混床系統。AMBERJET 4200Cl可直接取代傳統的凝膠型陰離子交換樹脂，置於新設的桶槽及即有設備桶槽的樹脂更換。

⑤ 凝膠型離子交換樹脂的結構特點

凝膠樹脂的骨架結構呈微孔狀。離子交換反應是通過由交聯大分子鏈間距離專而形成的孔隙（微孔屬）擴散到交換基團附近進行的。微孔隨交聯度增加而變小，隨凝膠體的溶脹而變大。樹脂處於乾燥狀態時，孔實際上不存在。凝膠樹脂中無物理孔（毛細孔）而僅存在化學孔，是連續無間的產膠結構。凝膠型樹脂在聚合的時候，需要加入交聯劑，並要控制交聯劑數量上的變化，使得在樹脂中形成相應的微孔，孔徑在0.5～5nm之間。主要是用於吸附水中陰、陽離子，對有機物的吸附能力很弱。易污染老化，比表面積<0.1m/g干樹脂。外觀呈透明球狀顆粒。

⑥ 離子交換樹脂物理結構

離子交換樹脂根據物理結構可分為凝膠型和大孔型兩類。凝膠型樹脂的高分子骨架乾燥時內部沒有毛細孔。在吸水後，大分子鏈節間形成微細的孔隙，稱為顯微孔。濕潤樹脂的平均孔徑約為2～4納米。這類樹脂適合吸附無機離子，因為離子直徑較小，一般為0.3～0.6納米。然而，它們無法吸附大分子有機物質，因後者的尺寸較大，如蛋白質分子直徑為5～20納米，無法進入顯微孔隙中。

相比之下，大孔型樹脂在聚合反應時加入致孔劑，形成多孔海綿狀構造的骨架，內部有大量永久性微孔和大網孔。潤濕樹脂的孔徑可達100～500納米，孔徑大小和數量在製造時可控制。孔道表面積可以高達超過1000平方米每克。這不僅為離子交換提供了良好的接觸條件，縮短了離子擴散的路程，還增加了許多鏈節活性中心，通過分子間的范德華引力產生分子吸附作用，能夠吸附各種非離子性物質，擴大其功能。一些不帶交換功能團的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質，例如化工廠廢水中的酚類物。

大孔樹脂具有多孔隙和大表面積，活性中心多，離子擴散速度快，離子交換速度也快，約比凝膠型樹脂快十倍。使用時作用快、效率高，所需處理時間縮短。大孔樹脂還有多種優點：耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及耐溫度變化，以及對有機大分子物質較易吸附和交換，因而抗污染力強，並較容易再生。

離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。