研究者使用层析膜完成了蛋白分离，此过程着重于离子交换和亲和膜，采用具有吸收性质的微过滤器(不同于传统的过滤和过筛)。层析膜一般是聚合物，由醋酸纤维素或二氟聚乙二烯构成。这种多孔的膜材料在内表面有离子交换基，可形成微孔直径为0.1μm的一个平板或中空纤维，这样大小的孔可以使杂质分离。离子交换基通过吸附来捕获目标蛋白质分子，当目标蛋白质分子流过膜壁时，膜内部的离子交换基就会捕获它。该膜首先要用一种缓冲溶液清洗，然后再用一种可调节pH值的盐溶液来分离蛋白。已开发了相关工艺设备和产品，并不断有膜处理改进技术的报道。