N,N-二羟乙基甘氨酸（Bicine，CAS 150-25-4）是一种N-取代甘氨酸类两性离子缓冲剂，分子式为C₆H₁₃NO₄，结构式为HOCH₂CH₂N(CH₂CH₂OH)CH₂COOH。该化合物在25℃下pKa为8.3，有效缓冲范围pH 7.6–9.0，与多数蛋白质电泳的工作pH区间重叠。Bicine的叔胺氮原子连接两个羟乙基，羧基为甘氨酸骨架的一部分，整体呈现两性离子性质。在缓冲区间内，Bicine同时存在去质子化羧基和不同质子化状态的叔胺，能够高效地接受或释放质子，从而抵抗体系pH变化。
蛋白质电泳缓冲体系需要满足三项基本要求：pH稳定、导电性、不干扰蛋白分离与检测。Bicine在这三方面均具有明确优势。首先，Bicine在pH 8.3附近具有最大缓冲容量。电泳过程中，电极反应持续产生氢离子或氢氧根离子，凝胶内的蛋白质迁移也会引起局部电荷分布变化。Bicine通过质子化平衡快速消耗或释放氢离子，使pH漂移被抑制。这种缓冲能力在长时间电泳或高电压条件下尤其关键，因为pH漂移会导致蛋白质净电荷改变，进而使迁移率发生不可预计的变化。
其次，Bicine作为离子性物质能够传导电流。在pH高于pKa的环境中，Bicine的叔胺基团去质子化，分子携带净负电荷，成为电场中的载体离子。电泳体系的导电由缓冲阳离子和阴离子共同承担。与甘氨酸相比，Bicine的叔胺pKa为8.3，低于甘氨酸的α-氨基pKa（9.6）。在电泳常用的pH 8.0–8.8条件下，Bicine的去质子化程度显著高于甘氨酸。该条件下Bicine的有效迁移速率高于甘氨酸。这种高迁移特性使Bicine能够在移动边界电泳中作为高效的尾随离子，推动蛋白质在凝胶孔道中迁移。
在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中，经典的Laemmli缓冲系统以甘氨酸作为尾随离子。Bicine凭借其更高的阴离子迁移率，能够在相同pH条件下建立更短的堆积区带，有助于提高蛋白质样品的浓缩效率。在非变性电泳体系中，Bicine不与蛋白质发生共价反应，不改变天然蛋白的寡聚状态，因此可安全地用于凝胶缓冲液和电极缓冲液。Bicine的紫外吸收极低，在280 nm以下的吸光度可以忽略，这使其不会干扰蛋白质浓度测定和凝胶染色后的光密度扫描。
实际配制电泳缓冲液时，Bicine通常与三羟甲基氨基甲烷（Tris）配合使用。Tris提供阳离子缓冲对，Bicine提供阴离子缓冲对，两者共同构成完整的电极缓冲体系。例如，等摩尔浓度的Tris和Bicine混合后，可获得pH约8.3的溶液，该pH与分离胶的工作条件一致。在电泳过程中，Bicine浓度通常设定为20–100 mM，以提供足够的缓冲容量而不产生过高离子强度。若离子强度过高，会产生过多焦耳热，导致凝胶温度升高，蛋白质扩散加剧；若浓度过低，则缓冲容量不足，pH稳定性下降。因此Bicine的浓度需依据凝胶孔径、电压梯度和分离目的进行优化。
Bicine在电泳后处理中也具有优势。其分子量小，水溶性好，能够通过透析或凝胶浸泡快速去除。转膜前，凝胶用转膜缓冲液平衡时，残留的Bicine不会与膜产生非特异性吸附，不影响蛋白质印迹的抗体结合。对于考马斯亮蓝染色和银染，Bicine不产生背景着色，也不与染色剂形成沉淀。此外，Bicine在4℃和室温下均具有较高的溶解度，其水溶液可长期储存，不易水解或氧化。
与其他Good's缓冲剂相比，Bicine的pKa高于Tricine（pKa 8.1），低于TAPS（pKa 8.4），在pH 8.3附近具有不可替代的缓冲优势。Bicine还表现出一定的金属离子配位能力，这源于叔胺和羧基的协同作用，但其配位常数低于EDTA，在常规电泳缓冲液中不会显著螯合缓冲体系内的镁、钙离子。若实验要求严格无金属环境，需另行添加金属螯合剂。Bicine的化学结构含有两个羟乙基，使其亲水性增强，在高浓度甘油或蔗糖存在的电泳加样缓冲液中更易溶解，不会析出沉淀。
综上，N,N-二羟乙基甘氨酸具备pKa匹配、低紫外吸收、良好溶解度、化学稳定性和合适的离子迁移速率，完全满足蛋白质电泳缓冲体系的设计要求。该化合物既可以作为独立缓冲剂维持pH，也可以与Tris配合构成电极缓冲液，并且能够在SDS-PAGE和Native-PAGE中作为甘氨酸的替代品参与移动边界形成。Bicine的使用依据是明确的缓冲热力学和电泳动力学参数，其在该应用中的有效性由分子结构所决定。