Микробиолози проучавају карактеристике микроорганизама као што су алге, протозое, бактерије, гљивице и вируси помоћу микроскопа. Док је неке организме попут протозоа и ћелија квасца лако уочити мокрим носачем, бактеријским ћелијама је потребно бојење. Научници су развили неколико метода као што су бојење по Граму, кисело брзо и флуоресцентно бојење ради боље визуализације бактеријских ћелија и ћелијских структура. Коришћењем таквих метода бојења могуће је идентификовати структурне карактеристике које помажу у класификацији бактерија.
Боља визуелизација
Бактеријски организми су толико мали да је већина њих видљива само под микроскопом са снага увећања од 1000Кс. Међутим, само повећање величине не пружа довољан степен јасноће, тако да се бактерије морају посматрати пре посматрања како би се обезбедила јасноћа потребна за визуелизацију.
Идентификација и класификација
Бојење бактерија ради разликовања бактеријских врста познато је као диференцијално бојење. Грамова мрља је једна таква диференцијална мрља која разликује бактерије на основу садржаја њиховог ћелијског зида. У овој методи, бактеријске ћелије реагују кристално љубичастом мрљом да би попримиле љубичасту боју. Додавањем средства за бојење неке бактеријске ћелије губе боју, док друге не. Додавањем мрље од сафранина, обезбојене ћелије заузимају мрљу да би изгледале црвено, док бактеријске ћелије које нису изгубиле боју остају љубичасте. Бактеријске ћелије које заузимају црвену боју називају се Грам негативни организми, а оне које не преузимају боју класификују се као Грам позитивни организми. Бојење по Граму пружа брзу методу за почетну идентификацију бактерија укључених у инфекције. Слично томе, поступак кисело брзог бојења помаже да се специфично идентификују организми који припадају класи бактерија званим Мицобацтериа, као што је Мицобацтериум туберцулосис.
Откривање одрживости
У узорцима бактеријских култура често је важно открити присуство живих бактеријских ћелија. Методе бојења попут флуоресцентног бојења помажу да се утврди да ли су ћелије културе одрживе или не. Живе бактерије имају способност да претворе мрљу 5-цијано-2,3-дитолил тетразолијум хлорида (ЦТЦ) у боју која показује црвену флуоресценцију. Стога, када културе обојене ЦТЦ емитују такву флуоресценцију, то указује на присуство одрживих бактерија. Пропидијум јодид је мрља која делује само на неживе ћелије које поседују оштећене мембране и стога је корисна у идентификовању мртвих ћелија бактерија.
Идентификација ћелијских структура
Бојење пружа метод јасне визуализације неколико ћелијских структура. На пример, метода бојења Фуелген омогућава идентификацију језгра унутар бактеријских ћелија, док је Албертова мрља корисна за визуелизацију метахроматских гранула. Слично томе, техника импрегнације сребром омогућава идентификацију спирохета. Бичеви су лако уочљиви када су обојени Риуовом мрљом. Малахитно зелено бојење помаже у идентификовању спора бактерија.