离子交换层析是目前在生物大分子纯化中应用最广泛的方法之一。离子交换层析依附于离子交换填料使用。离子交换填料也称为离子交换介质，由基质和配基组成。目前主流的离子交换填料有DEAE,CM,Q,SP,ANX ,MMA,MMC.离子交换填料已有70多年的历史，目前离子交换填料也呈现出多样性，主要是其基质的种类越来越多，不同基质的离子交换填料其性能差别很大，下面就分别介绍下主要的离子交换介质及其特点。
20世纪50年代中期，Sober和Peterson合成CM纤维素和DEAE纤维素，是用于生物大分子分离最早的离子交换填料之一。比较典型的代表是DE 52和CM 52。市场主要以无定形的居多且大多是干粉状态，使用前需要溶胀。目前使用的越来越少，趋于淘汰。
特点：耐压性小，流速小，趋于淘汰。
葡聚糖基质离子交换填料是以葡聚糖凝胶(Sephadex)G25和G50为基质，连接不同的离子交换配基构成。比较典型的是DEAE Sephadex A-50和CM Sephadex C-50，市售产品也多以干粉状态，使用前需要溶胀，且溶胀系数较大，C-50溶胀倍数一般大于25倍。由于其孔径较小，耐压性较差，目前也趋于淘汰状态。在起源比较早的生物制品厂使用的比较多。
特点：耐压性差，排阻极限小，使用范围窄，趋于淘汰。
高分子聚合物离子交换填料的品种比较多，有专门用来分离小分子的树脂，也有用来分离纯化蛋白的聚合物离子交换填料。分离蛋白的聚合物离子交换填料代表的有TSKgel SP-5PW和TSKgel DEAE-5PW,市场上聚合填料种类比较多，有单分散的，也有不是单分散球形的，因其亲水性比多糖要差，目前大多在其表面进行亲水性处理。聚合物离子交换填料有很高的耐压性和均一的球径，相比多糖基质的离子交换填料，其生物相容性，回收率方面略差一些，特别是在疫苗等超大分子纯化时差异更大。聚合物基质离子交换填料在多肽及其它小分子物质纯化中广泛使用。
特点：耐压性高，流速大，生物相容性略差。
目前纯化生物大分子纯化用的最多的填料，其良好的生物相容性，很高的载量。代表的如武汉汇研生物的SP Focurose 6FF和DEAE Focurose 6FF等。琼脂糖基质的离子交换填料，除了常规的粒径(45-165um)外，也分高分辨率的，高流速的，也有不同交联强度的，种类比较多，广泛应用于生物大分子纯化。
特点：应用广泛，生物相容性好，使用面广。
目前也广泛应用于生物大分子纯化，其在琼脂糖网状基架上插入线性的葡聚糖分子，使其可利用羟基增多的同时也降低了生物分子和填料配基结合的空间位阻，纯化过程中结合载量明显提高 ，制备成的离子交换介质有很高的载量。比较典型的如武汉汇研生物的DEAE Focu rose 6XL和SP Focurose 6XL，其载量可以达到琼脂糖基质离子交换介质的2倍左右，在工业生产中有很高的性价比，被广泛使用。
特点：高载量，高流速。
目前也广泛应用于生物大分子纯化，其在琼脂糖网状基架又交联了纤维素，使其耐压性增大，多糖基质也是其有很高的生物相溶性，纯化生物大分子活性回收率高。典型的如汇研生物的SP Focurose HPR和Q Focurose HPR，MMC Focurose HPR等，有良好的品质，是离子交换填料发展的趋势。在超大生物分子如疫苗分离纯化中优势明显！
特点：耐受性好，高流速，高载量，高回收率
如琼脂糖交联羟基磷灰石，琼脂糖交联磁性材料，琼脂糖交联陶瓷材料，目前在科研上用的比较多，还未大规模应用于工业上。
特点：软硬结合，耐压性好。
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