離子交換層析是根據(jù)蛋白質(zhì)所帶電荷的差異進行分離純化的一種方法。蛋白質(zhì)的帶電性是由蛋白質(zhì)多肽中帶電氨基酸決定的。由于蛋白質(zhì)中氨基酸的電性又取決于介質(zhì)中的pH，所以蛋白質(zhì)的帶電性也就依賴于介質(zhì)的pH。當pH較低時，負電基團被中和，而正電基團就很多; 在pH較高時，蛋白質(zhì)的電性與低pH時相反。當?shù)鞍踪|(zhì)所處的pH，使蛋白質(zhì)的正負電荷相等，此時的pH稱為等電點。離子交換層析所用的交換劑是經(jīng)酯化、氧化等化學反應引入陽性或陰性離子基團制成的，可與帶相反電荷的蛋白質(zhì)進行交換吸附。帶有陽離子基團的交換劑可置換吸附帶負電荷的物質(zhì)，稱為陰離子交換劑，如DEAE-纖維素樹脂;反之稱為陽離子交換劑，如CM-纖維素樹脂。不同的蛋白質(zhì)有不同的等電點，在一定的條件下解離后所帶的電荷種類和電荷量都不同，因而可與不同的離子交換劑以不同的親和力相互交換吸附。當緩沖液中的離子基團與結(jié)合在離子交換劑上的蛋白質(zhì)相競爭時，親和力小的蛋白質(zhì)分子首先被解吸附而洗脫，而親和力大的蛋白質(zhì)則后被解吸附和洗脫。因此，可通過增加緩沖液的離子強度和/或改變酸堿度，便可改變蛋白質(zhì)的吸附狀況，使不同親和力的蛋白質(zhì)得以分離。