İki boyutlu (2B) jel elektroforezi, bilim adamlarının önce protein bantlarını iki farklı eksen boyunca ayırarak protein karışımlarını ayırmak ve analiz etmek için kullandıkları bir yöntemdir. Sık sık üst üste binen boyutlardaki proteinlerle, karmaşık veya kalın protein karışımlarıyla çalışırken en sık kullanılan tekniktir. 2D jel elektroforezi, bir boyutlu jel elektroforezinden farklıdır, çünkü önceki yöntem iki farklı protein özelliğine dayanan proteinlerin ayrılmasını kullanır, oysaki bir boyutlu jel elektroforezi genellikle protein büyüklüğü gibi tek bir özelliğe dayanan proteinleri ayırır.
Jel elektroforezi, DNA gibi birçok biyolojik molekülün elektrik yüküne sahip olduğu gerçeğinden faydalanarak molekülleri ayırmak için araştırmalarda sıklıkla kullanılır. Bu gerçek, bilim adamlarının avantajı için kullanılabilir, çünkü yüklü moleküller, gözenekli, iyonik bir jel boyunca bir voltaj gradyanı uygulanarak agaroz gibi gözenekli bir substrat aracılığıyla boyutlara göre ayrılabilir. Zamanla, moleküller bu jelin içinden, molekülün doğal yükünün karşısındaki yüke doğru geçecektir. Küçük moleküller ve ağır yüklü moleküller, büyük moleküller veya zayıf yüklü proteinlerden daha hızlı hareket eder. 2D jel elektroforezinde, proteinleri bir gradyan oluşturan tek bir özellikten ayırdıktan sonra, daha sonra ikinci bir özelliği temel alan bu bantları ayırmak için bir jel yanlara döndürülebilir.
2D jel elektroforezi, protein agregalarının tek bileşenli proteinlere ayrılabileceği bir özellik olarak sıklıkla proteinlerin moleküler yüklerini kullanır. Protein kütlesi, 2D jel elektroforezinde proteinleri ayırmak için kullanılan başka bir yaygın karakteristiktir. Proteinler, bir boyutlu jel elektroforezinde tek bir şerit boyunca bir jel üzerinde çalıştırıldıktan sonra, bu jel daha sonra daha küçük, daha az kütleli proteinlerden daha hızlı aşağıya çekerek, bir santrifüjde döndürülebilir. Çekme yönü, proteinlerin, bir voltaj gradyanı boyunca elektriksel bir yüke çekim nedeniyle jelde çizildiği yöne diktir.
Elektroforez, protein etiketleme gibi sentezlenmiş özelliklere dayalı proteinlerin ayrılması dahil moleküler çalışmalarda birçok kullanım alanına sahiptir. Proteinlerin başka moleküller ile etiketlenmesinde karakteristik bir kütleye dayalı protein ayrılması da kullanılır. Bu teknik, bu protein kompleksleriyle birlikte kullanılabilir çünkü etiketli proteinler, etiketlenmemiş proteinlerden daha jel bir jel boyunca düşecektir.
Laboratuvarlardaki birçok ayırma jeli agarozdan yapılırken, 2D jel elektroforezi ile protein ayırma en iyi şekilde poliakrilamid jeller üzerinde yapılır. Bu jel tipleri Western Blotlarda ve diğer protein boyutu esaslı analizlerde kullanılır. Agaroz, DNA segmentlerinin ayrılması için daha sık kullanılır.
