蛋白质和酶都具有电解质性质，故可用离子交换剂进行分离提纯，特别是经过了初步纯化后的蛋白质和酶采用此法效果尤为显著。有关离子交换剂及其使用技术，参阅有关专著，这里介绍近年来以纤维素衍生物作为离子交换剂纯化蛋白质及酶的方法。在这类衍生物中以二乙氨基乙基纤维素（简称DEAE-纤维素，为阴离子交换剂）及甲基纤维素（简称CM-纤维素，为阳离子交换剂）应用zui广泛。
DEAE-纤维素是纤维素结构中的氢原子被一定量的二乙氨基-乙基取代而成弱碱性化合物，它作为阴离子交换剂的原理是：
在实际工作中常用磷酸缓冲液平衡DEAE-纤维素后，才对蛋白质进行交换吸附的，故上式B-可视为PO3-。用DEAE-纤维素吸附酶和蛋白质时常用pH为7～9，然后提高盐浓度（使蛋白质与交换剂的结合键减弱）或降低pH使之洗脱，洗脱后的蛋白质溶液有时可进一步上CM-纤维素柱纯化。
A+可为H+或Na+，视平衡CM－纤维素时所用溶剂而定。CM－纤维素常选在pH4.5～6.0左右吸附蛋白质，然后提高pH或盐浓度进行洗脱。离子交换纤维素对大分子物质有较大交换量，例如CM-纤维素对血红蛋白的交换量为93～98mg/100mgCM-纤维素。此外，纤维素离子交换剂还具有层析条件温和、物质易于洗脱、分辨力强、被分离的蛋白质不易变性等优点。
除了纤维素离子交换剂外，离子交换凝胶也是目前应用于分离蛋白质和酶的一种很好的离子交换剂。常用的有DEAE-葡聚糖凝胶和CM-葡聚糖凝胶。离子交换凝胶不仅具有交换当量高、层析条件温和、操作简便等优点，而且兼具分子筛的性能，在梯度洗脱时，对不同分子量的蛋白质具有很高的分辨能力。
