electrophoresis เจลแบบสองมิติ (2D) เป็นวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการแยกและวิเคราะห์ส่วนผสมของโปรตีนโดยการแยกแถบโปรตีนในช่วงแรกตามแกนสองแกนที่แตกต่างกัน มันเป็นเทคนิคที่ใช้บ่อยที่สุดเมื่อจัดการกับโปรตีนที่ซับซ้อนหรือหนาผสมกับขนาดของโปรตีนที่ทับซ้อนกัน 2D gel electrophoresis แตกต่างจาก electrophoresis เจลแบบหนึ่งมิติเนื่องจากวิธีการเดิมใช้การแยกโปรตีนตามลักษณะโปรตีนสองแบบในขณะที่เจลอิเล็กโตรโฟรีซิสแบบหนึ่งมิติมักจะแยกโปรตีนตามลักษณะเดียวเช่นขนาดโปรตีน
เจลอิเล็กโทรโฟเรซิสมักใช้ในการวิจัยเพื่อแยกโมเลกุลโดยใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าโมเลกุลชีวภาพหลายชนิดเช่น DNA มีประจุไฟฟ้า ความจริงเรื่องนี้สามารถนำมาใช้เพื่อประโยชน์ของนักวิทยาศาสตร์เพราะโมเลกุลที่มีประจุสามารถแยกขนาดผ่านสารตั้งต้นที่มีรูพรุนเช่น agarose โดยใช้การไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าผ่านเจลไอออนิกที่มีรูพรุน เมื่อเวลาผ่านไปโมเลกุลจะผ่านเจลนี้ไปยังประจุที่อยู่ตรงข้ามกับประจุธรรมชาติของโมเลกุล โมเลกุลขนาดเล็กและโมเลกุลที่มีประจุมากจะเคลื่อนที่เร็วกว่าโมเลกุลขนาดใหญ่หรือโปรตีนที่มีประจุอ่อน ใน 2D gel electrophoresis หลังจากแยกโปรตีนผ่านคุณสมบัติเดียวซึ่งสร้างการไล่ระดับสีจากนั้นเจลสามารถหมุนไปด้านข้างเพื่อแยกแถบผลลัพธ์ที่ได้ก่อนหน้านี้ตามลักษณะที่สอง
อิเลคโตรโฟรีซิสเจล 2D มักจะมีประจุโมเลกุลของโปรตีนเป็นลักษณะหนึ่งซึ่งการรวมตัวของโปรตีนสามารถแยกออกเป็นโปรตีนชิ้นเดียว มวลโปรตีนเป็นลักษณะทั่วไปอีกอย่างหนึ่งที่ใช้แยกโปรตีนในอิเล็กโทรไลต์เจล 2D หลังจากโปรตีนวิ่งบนเจลผ่านเลนเดียวในเจลอิเล็กโทรโฟเรซิสในมิติเดียวเจลนั้นสามารถหมุนตัวในเครื่องหมุนเหวี่ยงดึงโปรตีนที่หนักกว่าลงเร็วกว่าโปรตีนที่มีขนาดเล็กกว่าและน้อยกว่า ทิศทางของการดึงนั้นตั้งฉากกับทิศทางที่โปรตีนถูกดึงผ่านเจลเนื่องจากแรงดึงดูดของประจุไฟฟ้าผ่านการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้า
อิเล็กโทรโฟเรซิสมีประโยชน์หลายอย่างในการศึกษาระดับโมเลกุลรวมถึงการแยกโปรตีนตามลักษณะที่สังเคราะห์ขึ้นเช่นการติดแท็กโปรตีน การแยกโปรตีนตามลักษณะมวลนั้นยังใช้เมื่อติดแท็กโปรตีนกับโมเลกุลอื่น ๆ เทคนิคนี้สามารถใช้กับคอมเพล็กซ์โปรตีนเหล่านี้ได้เพราะโปรตีนที่มีแท็กจะตกลงไปในเจลได้ง่ายกว่าโปรตีนที่ไม่ติดแท็ก
ในขณะที่เจลแยกหลายตัวในห้องปฏิบัติการทำจาก agarose การแยกโปรตีนด้วยอิเลคโตรโฟรีซิส 2D gel ทำได้ดีที่สุดในเจลโพลีอะคริลาไมด์ เจลประเภทนี้ใช้ใน Western Blots และการตรวจขนาดโปรตีนอื่น ๆ Agarose มักใช้ในการแยกส่วนดีเอ็นเอ
