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離子交換層析是指離子交換層析固定相中的一些帶電荷的基團（如SO3-、COO-、NH3+等）， 這些帶電基團通過靜電相互作用與帶相反電荷的離子結合，特別適用于分析電離或能電離的化合物。如果流動相中存在其他帶相反電荷的離子，這些離子將與結合在固定相上的反離子進行交換。當樣品進入層析柱后，樣品離子便與流動相離子相互競爭固定相表面的電荷位置，并因競爭力的差異使樣品組分得到分離。
離子交換層析的固定相是離子交換劑。離子交換劑由聚合物(或硅膠)基體以及與基體相連接的離子交換功能團組成。離子交換層析通過電荷間的相互作用進行分離。
離子交換層析的關鍵是要控制樣品離子與流動相離子對固定相表面電荷位置的競爭作用。
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陰離子交換分離原理
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