mange proteiner er frie til at bevæge sig sideværts i dobbeltlagets plan. Et eksperiment, der blev brugt til at vise dette, involverede smeltning af dyrkede museceller med humane celler under passende betingelser for at danne en hybridcelle kendt som en heterokaryon. Musecellerne blev mærket med museproteinspecifikke antistoffer, hvortil det grønfluorescerende farvestof fluorescein var blevet kovalent bundet, mens de humane celler blev mærket med det rødfluorescerende farvestof rhodamin., Efter cellefusion blev musen og humane proteiner set under fluorescensmikroskopet adskilt på de to halvdele af heterokaryonen. Efter 40 minutter ved 37oC var musen og det humane protein imidlertid fuldstændigt blandet sammen. Sænkning af temperaturen til under 15oC hæmmede denne proces, hvilket indikerer, at proteinerne frit kan diffundere sideværts i membranen, og at denne bevægelse sænkes, når temperaturen sænkes., Det skal dog bemærkes, at nogle integrerede membranproteiner ikke frit kan bevæge sig sideværts i membranen, fordi de interagerer med cytoskelettet inde i cellen.
fordelingen af proteiner i membraner kan afsløres ved elektronmikroskopi ved anvendelse af frysefrakturteknikken. I denne teknik fryses en membranprøve hurtigt til temperaturen af flydende nitrogen og brydes derefter af et skarpt slag. Dobbeltlaget opdeles ofte i monolag, der afslører interiøret., Den eksponerede overflade overtrækkes derefter med en film af kulstof og skygget med platin for at overfladen kan ses i elektronmikroskopet. Den brudte overflade af membranen afsløres for at have adskillige tilfældigt fordelte fremspring, der svarer til integrerede membranproteiner.