Kaksiulotteinen geelielektroforeesiteknologia ja massaspektrometriateknologia ovat tällä hetkellä laajimmin käytettyjä menetelmiä proteomiikan opiskeluun. Kaksiulotteinen geelielektroforeesiteknologia käyttää proteiini-isosähköistä pistettä ja molekyylipainoeroa erottamaan erilaisia proteiineja. Vaikka matalan runsauden proteiineja on vaikea erottaa kaksiulotteisella geelielektroforeesilla, sillä on korkeammat toimintavaatimukset, mutta sen suuri läpimeno, hyvä resoluutio ja uusittavuus sekä sen ominaisuudet yhdistettynä massaspektrometriaan tekevät siitä suosituimmat ja luotettavimmat Proteomics-tutkimusmenetelmät. Kaksiulotteinen geelielektroforeesiteknologia ja massaspektrometriaan perustuvat proteomiikan tutkimusmenetelmät ovat näytteenvalmistus→isosähköinen tarkennus→polyakryyliamidigeelielektroforeesi→geelipora sekoittamalla → kiinnostavat proteiinipilkut→geelien ruoansulatuksen→mass-spektrometria-analyysin peptidien määrittämiseksi Sormenjälki→ tai osittainen aminohapposekvenssitietokanta proteiinin määrittämiseksi. Proteomics-tutkimus edellyttää korkearesoluutioista proteiinierottelua sekä tarkkoja ja herkkiä massaspektrometrian tunnistustekniikoita. Proteiinien värjäys geelielektroforeesissa ei vaikuta vain proteiinierottelun resoluutioon, vaan vaikuttaa myös myöhempään massaspektrometrian tunnistamiseen. Proteiinin värjäys voidaan jakaa neljään luokkaan: orgaaninen reagenssitahra, hopean värjäys, fluoresoiva värjäys ja isotooppiväritys.
Unlu et al. ehdotti fluoresenssieronäyttöä kaksiulotteinen elektroforeesi (F-2D-DIGE) kvantitatiivinen proteomiikan analyysimenetelmä. Differentiaaligeelielektroforeesi (DIGE) on 2-DE:n tekninen parannus. Siinä yhdistyvät useiden fluoresenssianalyysien menetelmä. Se erottaa useita näytteitä, jotka on merkitty eri fluoresenssilla samaan geeliin, ja esittelee sisäisen Taustalla olevan konseptin. Näiden kahden näytteen proteiinit sekoitetaan eri loisteputkimerkintöihin 2-DE:n suorittamiseksi proteiinin ilmentymisen havaitsemiseksi kahdessa näytteessä, mikä parantaa huomattavasti tulosten tarkkuutta, luotettavuutta ja toistettavuutta. DIGE-tekniikassa jokaisella proteiinipilkulla on oma sisäinen standardinsa, ja ohjelmisto voi kalibroida ilmaisunsa automaattisesti kunkin proteiinipilkkujen sisäisen standardin mukaisesti varmistaakseen, että havaitut proteiinin runsauden muutokset ovat totta. DIGE-teknologiaa on sovellettu erilaisissa näytteissä.