Os detergentes iônicos são comumente usados para solubilizar proteínas de membrana devido à sua capacidade de dissociar lipídios e estabilizar proteínas. Quando adicionados a uma solução contendo proteínas de membrana, as cabeças polares do detergente interagem com a água, enquanto as cadeias hidrofóbicas se inserem na bicamada lipídica, envolvendo as proteínas de membrana. Isso separa as proteínas da membrana e as solubiliza na solução.

Os detergentes iônicos também estabilizam as proteínas de membrana, prevenindo sua agregação e desnaturação. As cabeças polares do detergente formam interações eletrostáticas com as cargas presentes nas proteínas, ajudando a manter sua estrutura e função.

É crucial escolher o detergente iônico adequado com base nas propriedades específicas das proteínas de membrana. Diferentes detergentes têm afinidades diferentes pelas proteínas e podem influenciar sua estabilidade e atividade.

Os detergentes atuam desintegrando a bicamada lipídica enquanto incorporam lipídios e proteínas em micelas de detergente. As áreas hidrofóbicas das proteínas de membrana e as "caudas" dos lipídios são enterradas no interior hidrofóbico das estruturas micelares do detergente, enquanto as partes hidrofílicas das proteínas ficam em contato com o ambiente aquoso.

Na pesquisa de proteínas, os detergentes são usados para lisar células, liberar proteínas solúveis, solubilizar proteínas de membrana e lipídios, controlar a cristalização de proteínas e prevenir a ligação não específica em processos de purificação e ensaios imunológicos.

Os detergentes iônicos, como o lauril sulfato de sódio (SDS), são extremamente eficazes na solubilização de proteínas de membrana, mas quase sempre desnaturam as proteínas.