大多数微生物细胞极其微小又十分透明，用水浸片或悬滴观察法在光学显微镜下进行观察时，只能看到大体形态和运动情况。若要在光学显微镜下观察其细微形态和主要构造，一般都要对细胞进行染色。即用染料将细胞染色，以增加在明视野显微镜下的反差，以便于观察细胞的形态。
1、微生物染色法分类
（1）死菌，可采用正染法和负染法。
① 正染：利用染料与细胞组分结合而进行的染色过程。它可分为简单染色 和复合染两种。若一个生物材料只用一种染料染色称为单染，采用两种以上的染料对细胞的不同结构进行复合染色，使各种细胞通过染色后呈现差异的染色过程称为复染或差染。如：革兰染色，芽抱染色等。
② 负染：与正染结果相反，细胞不染色而使背景染色，以便看清细胞的轮廓。这些染料不能与细胞组分结合，为不透明染料。如:印度墨水，碳素墨水等。
（2）活菌，可用美蓝或 TTC(氯化三苯基四氮)等作活菌染色；
2、常用的染料
大多数染料都是有机化合物 (中性有机盐)。可分为以下三种类型:
（1）碱性染料或称带正电染料
这类染料较常使用，染料的碱基 (即子阳离子部分)会是发色基团，可与细胞中酸性组分(带负电的)结合，如核酸和酸性多糖等。有的菌体蛋白质的等电点 pI为4~5，在pH>pI条件下，带负电。菌体细胞表面一般也带电。这样碱性染料可与一些蛋白和细胞表面结合。这类染料有孔雀绿(又称碱性绿)，结晶紫，碱性品红(又称复红)，沙黄和美兰等。
（2）酸性染料或称带负电染料
酸性染料与碱性染料正好相反。染料的酸根(即阴离子部分)为发色结构，它可与细胞中带正电的组成成分结合，如许多蛋白质。这类染料有伊红，酸性品红 和刚果红等。
（3）其他染料
如脂溶性染料 (如苏丹黑)可与细胞中脂类结合，可观测脂类的存在位置。
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