Mikrobiolozi proučavaju obilježja mikroorganizama poput algi, praživotinja, bakterija, gljivica i virusa pomoću mikroskopa. Dok je neke organizme poput protozoa i stanica kvasca lako promatrati mokrim nosačem, bakterijske stanice zahtijevaju bojanje. Znanstvenici su razvili nekoliko metoda poput bojenja po Gramu, kiselinski brzog bojanja i fluorescentnog bojenja radi bolje vizualizacije bakterijskih stanica i staničnih struktura. Korištenjem takvih metoda bojanja moguće je identificirati strukturne značajke koje pomažu u klasifikaciji bakterija.
Bolja vizualizacija
Bakterijski organizmi toliko su mali da ih je većina vidljiva samo pod mikroskopom s snaga povećanja od 1000X. Međutim, samo povećanje veličine ne pruža dovoljan stupanj jasnoće, tako da se bakterije prije promatranja moraju bojiti kako bi se osigurala jasnoća potrebna za vizualizaciju.
Identifikacija i klasifikacija
Bojenje bakterija radi razlikovanja bakterijskih vrsta poznato je kao diferencijalno bojenje. Gramova mrlja jedna je takva diferencijalna mrlja koja razlikuje bakterije na temelju sadržaja staničnih stijenki. U ovoj metodi bakterijske stanice reagiraju s kristalno ljubičastom mrljom poprimajući ljubičastu boju. Dodavanjem sredstva za bojenje neke bakterijske stanice gube boju, dok druge ne. Dodavanjem mrlje od safranina, obezbojene stanice zauzimaju mrlju kako bi izgledale crveno, dok bakterijske stanice koje nisu izgubile boju ostaju ljubičaste. Bakterijske stanice koje zauzimaju crvenu boju nazivaju se gram negativnim organizmima, a one koje ne preuzimaju boju klasificiraju se kao gram pozitivni organizmi. Bojenje po Gramu pruža brzu metodu za početnu identifikaciju bakterija uključenih u infekcije. Slično tome, postupak kiselo brzog bojanja pomaže u specifičnoj identifikaciji organizama koji pripadaju klasi bakterija zvanoj Mycobacteria, poput Mycobacterium tuberculosis.
Otkrivanje održivosti
U uzorcima bakterijskih kultura često je važno otkriti prisutnost živih bakterijskih stanica. Metode bojanja poput fluorescentnog bojenja pomažu utvrditi jesu li stanice kulture održive ili ne. Žive bakterije imaju sposobnost pretvoriti mrlju 5-cijano-2,3-ditolil tetrazolij klorida (CTC) u boju koja pokazuje crvenu fluorescenciju. Stoga, kada kulture obojene CTC emitiraju takvu fluorescenciju, to ukazuje na prisutnost održivih bakterija. Propidijev jodid je mrlja koja djeluje samo na nežive stanice koje posjeduju oštećene membrane i stoga je korisna u identificiranju mrtvih bakterijskih stanica.
Identifikacija staničnih struktura
Bojenje pruža metodu jasne vizualizacije nekoliko staničnih struktura. Na primjer, metoda bojenja Fuelgen omogućuje identifikaciju jezgre unutar bakterijskih stanica, dok je Albertova mrlja korisna za vizualizaciju metakromatskih granula. Slično tome, tehnika impregnacije srebrom omogućuje identifikaciju spiroheta. Bičevi se lako uočavaju kad se oboje Ryuovom mrljom. Malahitno zeleno bojenje pomaže identificirati spore bakterija.