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生物膜可以通过一些方法进行分离，目前许多生物膜结构和功能的知识都来自于对分离的红细胞膜的研究。红细胞不含有核或其它的内部细胞器，是质膜的最便利来源。只需将红细胞在低渗溶液中裂解，然后通过洗涤将胞质蛋白（例如血红蛋白）除去，便可以获得大量的无其它污染的质膜（称之红细胞“血影”）。
通过不同的离心作用可以从真核细胞中分离出质膜和胞内膜。通常细胞通过匀浆或超声破碎，胞内的细胞器，例如线粒体、叶绿体和细胞核就释放出来，质膜、内质网膜以及高尔基体膜缩成直径不到0.5mm的小泡。致密的细胞器可以通过低速离心除去，将上清进行高速离心收集膜泡。由于每种膜的密度都不相同，所以可以根据膜的密度进一步将不同的膜分开，这一分离过程是通过蔗糖密度梯度离心完成的。
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