Mikrobiologi preučujejo značilnosti mikroorganizmov kot so alge, praživali, bakterije, glive in virusi z mikroskopom. Medtem ko je nekatere organizme, kot so protozoje in celice kvasovk, enostavno opaziti z mokrim nosilcem, je treba bakterijske celice obarvati. Znanstveniki so razvili več metod, kot so barvanje po Gramu, kislinsko hitro barvanje in fluorescentno barvanje za boljšo vizualizacijo bakterijskih celic in celičnih struktur. S takimi metodami obarvanja je mogoče prepoznati strukturne značilnosti, ki pomagajo razvrstiti bakterije.
Boljša vizualizacija
Bakterijski organizmi so tako majhni, da jih je večina vidna le pod mikroskopom z povečevalna moč 1000X. Vendar samo povečanje velikosti ne zagotavlja zadostne jasnosti, zato je treba bakterije pred opazovanjem obarvati, da se zagotovi jasnost, potrebna za vizualizacijo.
Identifikacija in razvrstitev
Obarvanje bakterij za razlikovanje med vrstami bakterij je znano kot diferencialno obarvanje. Barvanje po Gramu je eno izmed takšnih diferencialnih madežev, ki razlikuje bakterije na podlagi vsebnosti njihove celične stene. Pri tej metodi bakterijske celice reagirajo s kristalno vijoličnim madežem, da prevzamejo vijolično barvo. Z dodajanjem sredstva za odstranjevanje madežev nekatere bakterijske celice izgubijo barvo, druge pa ne. Ko dodajo madež safranina, razbarvane celice obarvajo madež, da postane rdeč, medtem ko bakterijske celice, ki niso izgubile barve, ostanejo vijolične. Bakterijske celice, ki prevzamejo rdečo barvo, se imenujejo po Gramu negativni organizmi, tiste, ki ne prevzamejo barve, pa so razvrščene kot po Gramu pozitivni organizmi. Barvanje po Gramu omogoča hitro metodo za začetno identifikacijo bakterij, ki sodelujejo pri okužbah. Podobno postopek s kislinsko hitrim barvanjem pomaga natančno identificirati organizme iz razreda bakterij, imenovanih Mycobacteria, kot je Mycobacterium tuberculosis.
Odkrivanje sposobnosti preživetja
V vzorcih bakterijskih kultur je pogosto pomembno zaznati prisotnost živih bakterijskih celic. Metode barvanja, kot je fluorescenčno barvanje, pomagajo ugotoviti, ali so celice kulture sposobne za preživetje ali ne. Žive bakterije lahko pretvorijo madež 5-ciano-2,3-ditolil tetrazolijevega klorida (CTC) v barvilo, ki kaže rdečo fluorescenco. Ko torej kulture, obarvane s CTC, oddajajo takšno fluorescenco, to kaže na prisotnost sposobnih bakterij. Propidijev jodid je madež, ki deluje samo na nežive celice, ki imajo poškodovane membrane, zato je koristen pri prepoznavanju odmrlih bakterijskih celic.
Identifikacija celičnih struktur
Obarvanje zagotavlja metodo jasne vizualizacije več celičnih struktur. Na primer metoda obarvanja Fuelgen omogoča identifikacijo jedra v bakterijskih celicah, medtem ko je Albertov madež koristen pri vizualizaciji metakromatskih zrnc. Podobno tehnika impregnacije s srebrom omogoča identifikacijo spirohet. Bičevje je enostavno opaziti, če jih obarvamo z Ryuovim madežem. Malahitno zeleno obarvanje pomaga prepoznati bakterijske spore.