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(2)亲水性离子交换剂
亲水性离子交换剂中的基质为一类天然的或人工合成的化合物，与水亲和性较大，常用的有纤维素、交联葡聚糖及交联琼脂糖等。
①纤维素离子交换剂纤维素离子交换剂或称离子交换纤维素，是以微晶纤维素为基质，再引入电荷基团构成的。根据引入电荷基团的性质，也可分强酸性、弱酸性、强碱性及弱碱性离子交换剂。纤维素离子交换剂中，为广泛使用的是二乙胺基乙基(DEAE一)纤维素和羧甲基(CM一)纤维素。近年来Pharmacia公司用微晶纤维素经交联作用，制成了类似凝胶的珠状弱碱性离子交换剂(DEAE—Sephacel)，结构与DEAE一纤维素相同，对蛋白质、核酸、激素及其他生物聚合物都有同等的分辨率。目前常用的纤维素交换剂如表6–1所示。离子交换纤维素适用于分离大分子多价电解质。它具有疏松的微结构，对生物高分子物质(如蛋白质和核酸分子)有较大的穿透性；表面积大，因而有较大的吸附容量。基质是亲水性的，避免了疏水性反应对蛋白质分离的干扰；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达到分离的目的，不会引起蛋白质的变性。但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，仅为交换树脂的1／10左右。
　　　　　　　　　　表6–1离子交换纤维素

交换剂
（简写）类型功能基团交换容量
（毫克当量/g）时宜工作
pH
磷酸纤维素
（P-C）中强酸型阳离子交换剂—PO32-0.7~7.4Ph<4
磺酸乙级纤维素（SE-C）强酸型阳离子交换剂—(CH2)2SO3-0.2~0.3极低
羟甲基纤维素（CM-C）弱酸型阳离子交换剂—CH2COO-0.5~1.0pH>4
三乙基氨基乙基纤维素（TEAE-C）强碱型阴离子交换剂—(CH2)2N+(C2H5)30.5~1.0pH>8.6
二乙氨基乙基纤维素（DEAE-C）弱碱型阴离子交换剂—(CH2)2N+H(C2H5)20.1~1.0pH<8.6
氨基乙基纤维素（AE-C）中等碱型阴离子交换剂—(CH2)2N+H20.3~1.0
Ecteda纤维素（ECTE-C）中等碱型阴离子交换剂—(CH2)2N+(C2H4OH)30.3~0.5
②交联葡聚糖离子交换剂交联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而制成的。其中交换剂G–50型适用于相对分子质量为3X104～3X106的物质的分离，交换剂G–25型能交换相对分子质量较小(1X103～5X103)的蛋白质。交联葡聚糖离子交换剂的性质与葡聚糖凝胶很相似，在强酸和强碱中不稳定，在pH＝7时可耐120℃的高热。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，但不适用于分级分离相对分子质量大于2×105的蛋白质。
③琼脂糖离子交换剂主要以交联琼脂糖CL–6B(SepharoseCL–6B)为基质，引入电荷基团而构成。这种离子交换凝胶对pH及温度的变化均较稳定，可在pH3～10和0～70℃范围内使用，改变离子强度或pH时，床体积变化不大。例如，DEAE–SepharoseCL–6B为阴离子交换剂；CM–SepharoseCL–6B为阳离子交换剂。它们的外形呈珠状，网孔大，特别适用于相对分子质量大的蛋白质和核酸等化合物的分离，即使加快流速，也不影响分辨率。
2．离子交换剂的应用选择
应用离子交换层析技术分离物质时，选择理想的离子交换剂是提高得率和分辨率的重要环节。任何一种离子交换剂都不可能适用于所有的样品物质的分离，因此必须根据各类离子交换剂的性质以及待分离物质的理化性质，选择一种理想的离子交换剂进行层析分离。选择离子交换剂的一般原则如下：
(1)选择阴离子抑或阳离子交换剂，决定于被分离物质所带的电荷性质。如果被分离物质带正电荷，应选择阳离子交换剂；如带负电荷，应选择阴离子交换剂；如被分离物为两性离子，则一般应根据其在稳定pH范围内所带电荷的性质来选择交换剂的种类。
(2)强型离子交换剂适用的pH范围很广，所以常用它来制备去离子水和分离一些在极端pH溶液中解离且较稳定的物质。弱型离子交换剂适用的pH范围狭窄，在pH为中性的溶液中交换容量高，用它分离生命大分子物质时，其活性不易丧失。
(3)离子交换剂处于电中性时常带有一定的反离子，使用时选择何种离子交换剂，取决于交换剂对各种反离子的结合力。为了提高交换容量，一般应选择结合力较小的反离子。据此，强酸型和强碱型离子交换剂应分别选择H型和OH型；弱酸型和弱碱型交换剂应分别选择Na型和C1型。