Electroforeza pe gel bidimensională (2D) este o metodă pe care oamenii de știință o folosesc pentru a demonta și analiza amestecurile de proteine prin separarea mai întâi a benzilor de proteine de-a lungul a două axe diferite. Este o tehnică care este folosită cel mai adesea atunci când se confruntă cu amestecuri complicate sau groase de proteine, adesea cu dimensiuni suprapuse ale proteinelor. Electroforeza pe gel 2D diferă de electroforeza pe gel unidimensională deoarece prima metodă folosește separarea proteinelor pe baza a două caracteristici diferite de proteine, în timp ce electroforeza pe gel unidimensională separă de obicei proteinele pe baza unei singure caracteristici, cum ar fi dimensiunea proteinei.
Electroforeza pe gel este adesea folosită în cercetare pentru a separa molecule, folosindu-se de faptul că multe molecule biologice, cum ar fi ADN-ul, au o sarcină electrică. Acest fapt poate fi folosit în avantajul oamenilor de știință, deoarece moleculele încărcate pot fi separate după dimensiune printr-un substrat poros precum agaroza prin aplicarea unui gradient de tensiune pe un gel ionic poros. În timp, moleculele vor trece prin acest gel, către sarcina care este opusă sarcinii naturale a moleculei. Moleculele mici și moleculele puternic încărcate se mișcă mai repede decât moleculele mari sau proteinele care sunt slab încărcate. În electroforeza pe gel 2D, după separarea proteinelor printr-o singură caracteristică, care creează un gradient, un gel poate fi apoi întors lateral pentru a separa acele benzi rezultate anterior pe baza unei a doua caracteristici.
Electroforeza pe gel 2D folosește adesea sarcini moleculare ale proteinelor ca o caracteristică prin care agregatele proteice pot fi separate în proteine cu o singură componentă. Masa proteică este o altă caracteristică comună utilizată pentru a separa proteinele în electroforeza pe gel 2D. După ce proteinele sunt rulate pe un gel printr-o singură bandă în electroforeză unidimensională pe gel, acel gel poate fi apoi rotit într-o centrifugă, trăgând proteinele mai grele în jos mai repede decât proteinele mai mici și mai puțin masive. Direcția tracției este perpendiculară pe direcția în care proteinele au fost atrase prin gel datorită atracției către o sarcină electrică printr-un gradient de tensiune.
Electroforeza are multe utilizări în studiile moleculare, inclusiv separarea proteinelor pe baza caracteristicilor sintetizate, cum ar fi etichetarea proteinelor. Separarea proteinelor bazată pe o masă caracteristică este de asemenea utilizată atunci când proteinele sunt marcate cu alte molecule. Această tehnică poate fi utilizată cu aceste complexe de proteine, deoarece proteinele marcate vor cădea mai ușor printr-un gel decât proteinele nemarcate.
În timp ce multe geluri de separare din laboratoare sunt făcute din agaroză, separarea proteinelor prin electroforeză pe gel 2D se face cel mai bine pe geluri de poliacrilamidă. Aceste tipuri de geluri sunt utilizate în Western Blots și alte teste bazate pe dimensiunea proteinei. Agaroza este mai des folosită pentru separarea segmentelor de ADN.