离子交换层析是通过带电分子与固相基质的可逆的静电作用来实现蛋白质的分离（图12.4)。层析柱柱床上共价连接了与蛋白质带相反电荷的侧链基团，改变洗脱缓冲液的pH或增加其盐浓度可以洗脱蛋白质。柱床连接带负电荷基团的层析柱为阳离子交换柱（Cation Exchanger)；柱床连接带正电荷基团的层析柱为阴离子交换柱（Anion Exchanger)。

离子交换层析在绝大多数纯化过程都要用到。

(1) 选择合适的离子交换柱如果样品在pH < pl时最稳定，选择阳离子交换柱；如果样品在pH > pl时最稳定，选择阴离子交换柱；如果样品在PI两侧较宽的pH范围内都能保持稳定，选择阳离子或阴离子交换柱都可以。

(2）选择合适的缓冲液pH：起始缓冲液的pH应该使得样品具有一定的电荷，能够与离子交换柱结合。对于阴离子交换柱，起始缓冲液的pH应该至少高于样品等点电1个pH单位；对于阳离子交换柱，起始缓冲液的pH应该至少低于样品等点电1个pH单位。如果样品的等点电未知，应先通过滴定试验确定其等电点或者通过简单试管内的pH梯度试验确定其最适pH。起始缓冲液改变pH或增加离子强度即可成为洗脱缓冲液。

离子强度：为了防止非特异的吸附并保持样品的稳定性，缓冲液应至少保证10mmol/L的离子强度。

缓冲物的选择：最好选择与离子交换基团所带电荷相同的缓冲物质。