二維凝膠電泳(2-DE)是廣為蛋白質(zhì)組學(xué)科學(xué)家們應(yīng)用的經(jīng)典技術(shù)之一，蛋白混合物在兩個維度上被分離。第一步是常規(guī)的等電聚焦，此過程中蛋白質(zhì)根據(jù)其等電點被分離。接著，第二維使用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)，將蛋白質(zhì)按分子量進一步分離。上述兩步操作在互相垂直的兩個方向上，使分離的蛋白可以鋪滿整塊凝膠板。
分離只是一部分。分離后的蛋白需要在凝膠上顯色，才能用于后續(xù)的定量研究，或從凝膠上取出用于鑒定。一些情況下，傾向于用銀染或考馬斯亮藍染色膠上的蛋白，然后測定蛋白點顯色的強度。另外，熒光染色法也十分普遍。各種染色法的靈敏度不同，在實踐中選用何種染色法，要考慮它們的成本。
另一類顯色技術(shù)是在2-DE分離前對蛋白質(zhì)進行處理。與上述染色技術(shù)不同，這項處理要求發(fā)生一種化學(xué)反應(yīng)，以確保蛋白質(zhì)和試劑在電泳過程中結(jié)合在一起。這種技術(shù)可使用許多種熒光標記試劑。常用的基于青色素的CyDyes染料是包含三種染料的一套系列，這三種染料發(fā)色不同，因此可以比較不同條件下的蛋白(如疾病和健康的樣本)。
日前，來自三個國家的科學(xué)家在一項“五中心研究”中對一套新的商用的標記染料進行了評估。赫爾曼·約瑟夫·蒂爾澤(Hermann-Josef Thierse)和來自海德爾堡大學(xué)、弗萊堡、薩拉戈薩、猶他州及位于海德爾堡的德國癌癥研究中心的同事們共同進行了三種馬來酰亞胺染料的相關(guān)研究，研究發(fā)現(xiàn)，與CyDyes染料類似，這些馬來酰亞胺染料與蛋白質(zhì)的半胱氨酸的巰基反應(yīng)，能生成熒光衍生物。
生成的熒光衍生物為發(fā)射波長為530nm的藍色染料Dy-505-MAL、發(fā)射波長為572nm的綠色染料Dy-555-MAL，以及發(fā)射波長為671nm的紅色染料Dy-635-MAL。在最初的實驗中，這些熒光衍生物均與人體血清白蛋白(HAS)發(fā)生了反應(yīng)，蛋白再用SDS-PAGE分離。
檢測結(jié)果中，每一個標記的蛋白質(zhì)均會產(chǎn)生清晰的發(fā)射光譜，但存在的問題是在檢測Dy-505-MAL時，Dy-555-MAL會出現(xiàn)重疊信號。Dy-555-MAL標記的蛋白也是三個被標記的蛋白質(zhì)中僅有的一個會在凝膠上產(chǎn)生拖尾/條紋的，因此，在進一步實驗中將這一染料排除。
利用剩下的兩個染料，標記的HSA的熒光發(fā)射得到了很好的發(fā)射強度-蛋白質(zhì)濃度線性關(guān)系圖，便于進行定量研究。而且它們具有很高的靈敏度，檢測限為0.13n gHSA，這與CyDyes的效果大致類似，且優(yōu)于從通常的Flamingo染色點得到的1 ng檢測限，線性范圍可以擴展超過3～4個數(shù)量級。
用該染料標記在用接觸性過敏原鎳處理或自然生長的人角質(zhì)細胞中培養(yǎng)出來的蛋白，得到了比Flamingo染色法更高的凝膠圖像質(zhì)量，且可以在每塊凝膠中檢測出1000多個斑點，檢測數(shù)量增加了三倍。
利用以上兩種染料，鑒定出1584個蛋白點，并且在標記樣本之間找到了677個準確的匹配。進一步的分析，有534個蛋白點專一結(jié)合DY-505-MAL，373個專一結(jié)合DY-635-MAL。因此，當(dāng)綜合兩塊膠的結(jié)果時，只有43% (677/1584)的蛋白質(zhì)匹配;不匹配暫時認為是由于標記后改變了蛋白質(zhì)的遷移特性造成的。
結(jié)論是，不同的蛋白質(zhì)組學(xué)分析方法在使用2D凝膠時受到了限制。然而，研究者表示這兩種染料仍適合于使用單染料的凝膠-凝膠實驗，這與角質(zhì)細胞證實的結(jié)果相同。對受控的和鎳處理的細胞的凝膠電泳結(jié)果進行對比分析，結(jié)果顯示染色點高度一致，其中80%未受鎳影響，11%下調(diào)控，9%上調(diào)控。
由于標記的蛋白質(zhì)可以使用質(zhì)譜分析，所以隨后的蛋白質(zhì)鑒定用通常的方法也可以進行。
2D凝膠電泳差譜法中標記染料的局限性或許對一些用戶產(chǎn)生了障礙，但不失為一種替代性方法。其它在DY范圍內(nèi)的染料或許會提供更多一致的遷移特征。
上述標記法的成本大約比CyDye飽和標記套裝低50倍，因此成本可能是促使用戶選擇的一個因素。但最重要的是，這種方法會提高蛋白的覆蓋率、靈敏度和染色點質(zhì)量，這些均會吸引研究者的注意，同時也會節(jié)約研究者的時間。