二維聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)結(jié)合了等電聚焦技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)進(jìn)行分離）以及SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)（根據(jù)蛋白質(zhì)的大小進(jìn)行分離）。這兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合形成的二維電泳是分離分析蛋白質(zhì)最有效的一種電泳手段。通常第一維電泳是等電聚焦，在細(xì)管中（φ1～3 mm）中加入含有兩性電解質(zhì)、8M的脲以及非離子型去污劑的聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行等電聚焦，變性的蛋白質(zhì)根據(jù)其等電點(diǎn)的不同進(jìn)行分離。而后將凝膠從管中取出，用含有SDS的緩沖液處理30 min，使SDS與蛋白質(zhì)充分結(jié)合。將處理過的凝膠條放在SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳濃縮膠上，加入丙烯酰胺溶液或熔化的瓊脂糖溶液使其固定并與濃縮膠連接。在第二維電泳過程中，結(jié)合SDS的蛋白質(zhì)從等電聚焦凝膠中進(jìn)入SDS－聚丙烯酰胺凝膠，在濃縮膠中被濃縮，在分離膠中依據(jù)其分子量大小被分離。這樣各個(gè)蛋白質(zhì)根據(jù)等電點(diǎn)和分子量的不同而被分離、分布在二維圖譜上。細(xì)胞提取液的二維電泳可以分辨出1000～2000個(gè)蛋白質(zhì)，有些報(bào)道可以分辨出5000～10000個(gè)斑點(diǎn)，這與細(xì)胞中可能存在的蛋白質(zhì)數(shù)量接近。由于二維電泳具有很高的分辨率，它可以直接從細(xì)胞提取液中檢測(cè)某個(gè)蛋白。例如將某個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA轉(zhuǎn)入到青蛙的卵母細(xì)胞中，通過對(duì)轉(zhuǎn)入和未轉(zhuǎn)入細(xì)胞的提取液的二維電泳圖譜的比較，轉(zhuǎn)入mRNA的細(xì)胞提取液的二維電泳圖譜中應(yīng)存在一個(gè)特殊的蛋白質(zhì)斑點(diǎn)，這樣就可以直接檢測(cè)mRNA的翻譯結(jié)果。二維電泳是一項(xiàng)很需要技術(shù)并且很辛苦的工作。目前已有一些計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)可以直接記錄并比較復(fù)雜的二維電泳圖譜。