蛋白質(zhì)和酶都具有電解質(zhì)性質(zhì)，故可用離子交換劑進(jìn)行分離提純，特別是經(jīng)過了初步純化后的蛋白質(zhì)和酶采用此法效果尤為顯著。有關(guān)離子交換劑及其使用技術(shù)，參閱有關(guān)專著，這里介紹近年來以纖維素衍生物作為離子交換劑純化蛋白質(zhì)及酶的方法。在這類衍生物中以二乙氨基乙基纖維素（簡稱DEAE-纖維素，為陰離子交換劑）及甲基纖維素（簡稱CM-纖維素，為陽離子交換劑）應(yīng)用zui廣泛。
DEAE-纖維素是纖維素結(jié)構(gòu)中的氫原子被一定量的二乙氨基-乙基取代而成弱堿性化合物，它作為陰離子交換劑的原理是：
在實際工作中常用磷酸緩沖液平衡DEAE-纖維素后，才對蛋白質(zhì)進(jìn)行交換吸附的，故上式B-可視為PO3-。用DEAE-纖維素吸附酶和蛋白質(zhì)時常用pH為7～9，然后提高鹽濃度（使蛋白質(zhì)與交換劑的結(jié)合鍵減弱）或降低pH使之洗脫，洗脫后的蛋白質(zhì)溶液有時可進(jìn)一步上CM-纖維素柱純化。
A+可為H+或Na+，視平衡CM－纖維素時所用溶劑而定。CM－纖維素常選在pH4.5～6.0左右吸附蛋白質(zhì)，然后提高pH或鹽濃度進(jìn)行洗脫。離子交換纖維素對大分子物質(zhì)有較大交換量，例如CM-纖維素對血紅蛋白的交換量為93～98mg/100mgCM-纖維素。此外，纖維素離子交換劑還具有層析條件溫和、物質(zhì)易于洗脫、分辨力強、被分離的蛋白質(zhì)不易變性等優(yōu)點。
除了纖維素離子交換劑外，離子交換凝膠也是目前應(yīng)用于分離蛋白質(zhì)和酶的一種很好的離子交換劑。常用的有DEAE-葡聚糖凝膠和CM-葡聚糖凝膠。離子交換凝膠不僅具有交換當(dāng)量高、層析條件溫和、操作簡便等優(yōu)點，而且兼具分子篩的性能，在梯度洗脫時，對不同分子量的蛋白質(zhì)具有很高的分辨能力。
