Dvojrozmerná gélová elektroforéza a technológia hmotnostnej spektrometrie sú v súčasnosti najpoužívanejšími metódami na štúdium proteomiky. Dvojrozmerná gélová elektroforézna technológia využíva proteínový izoelektrický bod a rozdiel molekulovej hmotnosti na rozlíšenie rôznych proteínov. Hoci je ťažké rozlíšiť proteíny s nízkym množstvom dvojrozmernou gélovou elektroforézou, má vyššie požiadavky na prevádzku, ale jeho vysoká priepustnosť, dobré rozlíšenie a reprodukovateľnosť a jeho vlastnosti kombinovania s hmotnostnou spektrometriou z neho robia najobľúbenejšie a najspoľahlivejšie výskumné metódy Proteomics. Dvojrozmerná gélová elektroforéza a proteomické výskumné postupy založené na hmotnostnej spektrometrii sú príprava vzoriek→izoelektrické zameranie→polyakrylamidová gélová elektroforéza→gel farbenie→vytvrdzovanie proteínových škvŕn záujmu→in-gélové trávenie→masívna analýza spektrometrie na stanovenie peptidov Odtlačky prstov alebo čiastočná sekvencia aminokyselín→použitie databázy na stanovenie bielkovín. Výskum proteomiky si vyžaduje separáciu proteínov s vysokým rozlíšením a presné a citlivé techniky identifikácie hmotnostnej spektrometrie. Sfarbenie bielkovín v gélovej elektroforéze ovplyvňuje nielen rozlíšenie separácie bielkovín, ale ovplyvňuje aj následnú identifikáciu hmotnostnej spektrometrie. Farbenie bielkovín možno rozdeliť do štyroch kategórií: organické farbenie činidla, farbenie striebra, fluorescenčné farbenie a sfarbenie izotopov.
Unlu et al. navrhla metódu kvantitatívnej proteomickej analýzy fluorescenčného diferenciálu s dvojrozmernou elektroforézou (F-2D-DIGE). Diferenciálna gélová elektroforéza (DIGE) je technické zlepšenie 2-DE. Kombinuje metódu viacnásobnej fluorescenčnej analýzy. Oddeľuje viacero vzoriek označených rôznou fluorescenciou na tom istom géli a zavádza vnútornú základnú koncepciu. Proteíny v dvoch vzorkách sa zmiešajú s rôznymi fluorescenčnými štítkami, aby sa vykonala 2-DE na zistenie expresie proteínu v dvoch vzorkách, čo výrazne zlepšuje presnosť, spoľahlivosť a opakovateľnosť výsledkov. V technológii DIGE má každá proteínová škvrna svoj vlastný vnútorný štandard a softvér môže automaticky kalibrovať jeho expresiu podľa vnútorného štandardu každej proteínovej škvrny, aby sa zabezpečilo, že zistené zmeny hojnosti bielkovín sú pravdivé. Technológia DIGE bola použitá v rôznych vzorkách.