علم الأحياء الدقيقة التشخيصي

أصبحت أنظمة زراعة الخلايا الآلية شائعة الاستخدام لقدرتها على الحفاظ على بيئة نمو معقمة وتخفيف العبء على طاقم المختبر من خلال تقليل التجارب المتكررة. ^{[ 7 ]} كما يمكن للمختبرات ضبط أوقات الحضانة لمراعاة فترة التأخر اللازمة لنمو البكتيريا.

تتيح زراعة الدم الحصول على نتائج تشخيصية بعد الزراعة. وقد ساهم التطور الحديث في التشخيص بتقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) القائمة على الحمض النووي في توفير نتائج تشخيصية أسرع مقارنةً بالاختبارات الكيميائية الحيوية التي تستغرق ليلة كاملة. يتميز اختبار الحمض النووي التشخيصي بدقة تشخيصية تقارب دقة الاختبار الكيميائي الحيوي، مما يؤدي إلى الحصول على نفس النتيجة التشخيصية في 90% من الحالات. ^{[ 8 ]}

يُستخدم اختبار التنفس لتشخيص الميكروبات لدى المرضى في البيئة السريرية للكشف عن البكتيريا، بما في ذلك جرثومة الملوية البوابية (Helicobacter pylori) . ^{[ 9 ]} يبحث هذا الاختبار التشخيصي، الذي يعتمد على تحليل زفير المرضى، عن نواتج أيضية تُفرزها البكتيريا المُسببة للعدوى. ويتم الكشف عن جرثومة الملوية البوابية عن طريق قياس تركيز _ثاني أكسيد الكربون في رئة المريض ، والذي يرتفع نتيجة قدرة هذه البكتيريا على تحويل اليوريا إلى مشتقات أخرى. ^{[ 10 ]}

من مزايا الكشف عن الأجسام المضادة ( ELISA ) سرعة تحديد البروتينات على الكائنات الدقيقة مقارنةً بتقنية Western blot . تعتمد هذه التقنية على ربط مؤشر بجسم مضاد ذي خصوصية معروفة، ثم مراقبة ما إذا كان الجسم المضاد قد ارتبط به. [ ^{11 ] كما} يمكن لتقنية ELISA الكشف عن وجود الفيروسات، وهي عالية الخصوصية، إذ تصل دقتها إلى 10⁻⁹ ^{- 10⁻¹²} مول لكل لتر. وبمعرفة تسلسل الإبيتوب الخاص بالجسم المضاد، يمكن استخدام ELISA أيضًا للكشف عن المستضدات في العينة. ^{[ 12 ]}

تُعد الطرق النسيجية المستخدمة في علم الأحياء الدقيقة مفيدة نظرًا لقدرتها على تحديد المرض الموجود في خزعة الأنسجة بسرعة .

تشمل الصبغات المستخدمة في تحديد الميكروبيولوجيا ما يلي: صبغة غرام ، صبغة مقاومة للأحماض ، صبغة جيمسا ، صبغة الحبر الهندي ، صبغة زيل-نيلسن .

تقنية MALDI-TOF ( التأين/الامتزاز الليزري بمساعدة المصفوفة - زمن الطيران) هي نوعٌ خاص من مطياف الكتلة قادر على تحديد الكائنات الدقيقة. تُعزل مزرعة نقية وتُنشر مباشرةً على هدف من الفولاذ المقاوم للصدأ أو هدف قابل للاستخدام لمرة واحدة. تُحلل الخلايا وتُغطى بمصفوفة تُشكل معقدات بروتينية مع البروتينات البكتيرية. يُطلق جهاز MALDI شعاع ليزر يُؤين المعقدات البروتينية، التي تنفصل وتنتقل عبر الفراغ حيث يتم الكشف عنها بناءً على كتلتها وشحنتها. تُقارن أطياف البروتين الناتجة بقاعدة بيانات معروفة للكائنات الحية المصنفة مسبقًا، مما يُتيح تشخيصًا سريعًا للكائنات الدقيقة. ^{[ 13 ]} وقد أشارت دراسات حديثة إلى أن هذه الاختبارات يُمكن أن تُصبح دقيقة بما يكفي للتشخيص حتى مستوى الأنواع الفرعية من خلال رصد مؤشرات حيوية جديدة . ^{[ 13 ]}

تتطلب طريقة تحديد الهوية باستخدام مطياف الكتلة MALDI-TOF مزارع نقية لا يتجاوز عمرها 72 ساعة. وهذا يجعل الكائن الحي في طور النمو اللوغاريتمي مع وفرة من البروتينات الريبوزومية، وهي أكثر البروتينات شيوعًا التي يتم الكشف عنها في الأطياف. كما يمكن أن تتأثر نتائج تحديد الهوية باستخدام هذه التقنية إذا تعرضت المزرعة لدرجات حرارة منخفضة، لأن ذلك سيغير التوزيع البروتيني المعتاد.

تُجرى عملية التألق المناعي بإنتاج أجسام مضادة مرتبطة بجزيء فلوري، مما يجعلها جزيئًا كيميائيًا متألقًا ، يُصدر توهجًا عند تعريضه للأشعة فوق البنفسجية. ^{[ 14 ]} تُضاف الأجسام المضادة إلى محلول بكتيري، مما يوفر مستضدًا لالتصاق الأجسام المضادة الفلورية به.

استُخدم تشتت الضوء للكشف عن البكتيريا وتصنيفها. وتشمل الطرق المستخدمة تحليل اعتماد التشتت على الزاوية ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} ، بالإضافة إلى الطرق الطيفية ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} . تتضمن التطبيقات الطيفية تشتت الضوء المرن ^{[ 18 ]} وطيف تشتت الضوء ^{[ 19 ]} . يمكن دمج طيف تشتت الضوء مع التصوير المجهري ^{[ 20 ]} أو مع تكوينات الزاوية المزدوجة لتمكين القياسات المستقلة عن المعايرة ^{[ 21 ]} . كما طُبّق طيف تشتت الضوء، إلى جانب المجهر الطيفي لامتصاص الضوء وتشتته البؤري، على التحديد السريع للبكتيريا مباشرةً من الدم الكامل ^{[ 19 ] .}

يُستخدم اختبار مرق الملح بتركيز 6.5% لتحليل مستوى تحمل أنواع مختلفة من البكتيريا في الظروف المحبة للملوحة. يُستخدم هذا الاختبار لأن معظم الكائنات الحية لا تستطيع البقاء على قيد الحياة في تركيزات عالية من الملح، بينما يُتوقع أن تتحمل المكورات العنقودية ، والمكورات المعوية ، والمكورات الهوائية تركيز 6.5% من كلوريد الصوديوم. ^{[ 23 ]}

يُستخدم اختبار استهلاك الأسيتات بشكل أساسي للتمييز بين بكتيريا الإشريكية القولونية وأنواع جنس الشيغيلا . تتميز العديد من سلالات الإشريكية القولونية بقدرتها على استهلاك الأسيتات كمصدر وحيد للكربون والطاقة، بينما لا تمتلك الشيغيلا هذه القدرة . ولأن استهلاك الأسيتات يؤدي إلى زيادة الرقم الهيدروجيني، يُضاف مؤشر يتغير لونه عند استهلاك الأسيتات.

يُستخدم اختبار حمض دلتا-أمينوليفولينيك (ALA ) للكشف عن وجود مركبات البورفيرين والسيتوكروم . ويشير وجود تخليق الهيمين إلى أن الكائن الحي على الأرجح هو من جنس المستدمية (Haemophilus ) . ^{[ 24 ]}

يحلل اختبار الأمينوببتيداز البكتيريا بحثًا عن إنتاج إنزيم إل-ألانين-أمينوببتيداز، وهو إنزيم موجود في العديد من البكتيريا سالبة الغرام . ويعمل إضافة هيدروكلوريد إل-ألانين-4-نيتروأنيليد إلى مزرعة بكتيرية كمؤشر، حيث يتغير لونها إلى الأصفر في وجود إنزيم إل-ألانين-أمينوببتيداز. ^{[ 25 ]}

يُعدّ مؤشر الملف التحليلي نظامًا سريعًا لتحديد الهوية يعتمد على اختبارات الحضانة البيوكيميائية. ويُستخدم هذا الاختبار عادةً لتشخيص البكتيريا ذات الأهمية السريرية بسرعة، حيث يسمح للأطباء بإجراء حوالي 20 اختبارًا في وقت واحد. ^{[ 26 ]}

تُستخدم أقراص المضادات الحيوية لاختبار قدرة المضاد الحيوي على تثبيط نمو الكائنات الدقيقة. وتُستخدم هذه الطريقة، الشائعة مع وسط مولر-هينتون ، عن طريق زرع البكتيريا بالتساوي على طبق بتري، ثم وضع قرص مُعالج بالمضاد الحيوي فوق الوسط. ومن خلال ملاحظة الحلقة المتكونة حول القرص نتيجةً لعدم نمو البكتيريا، يُمكن تحديد منطقة التثبيط ، والتي تُستخدم بدورها لتحديد حساسية الكائن الحي للمضاد الحيوي. ^{[ 26 ]}

يُستخدم اختبار الإسكولين الصفراوي للتمييز بين أعضاء جنس المكورات المعوية والمكورات العقدية .

تُستخدم قابلية الذوبان في الصفراء لاختبار وجود بكتيريا المكورات الرئوية (Streptococcus Pneumoniae) نظرًا لقدرتها الفريدة على التحلل بواسطة ديوكسيكولات الصوديوم . يشير التحلل إلى وجود بكتيريا المكورات الرئوية، بينما لا يشير عدم التحلل إلى ذلك. ^{[ 27 ]}

يُستخدم اختبار CAMP للتمييز بين المكورات العقدية من المجموعة ب (Streptococcus agalactiae) وأنواع أخرى من المكورات العقدية الحالة للدم من النوع بيتا . يعتمد هذا الاختبار الكيميائي الحيوي على حقيقة أن المكورات العقدية من المجموعة ب تفرز مادة CAMP، مما يجعلها أكثر قدرة على تحليل الدم، وهو ما يمكن ملاحظته على أوساط أجار الدم. ^{[ 28 ]}

يختبر اختبار الكاتالاز ما إذا كان الميكروب ينتج إنزيم الكاتالاز، الذي يحفز تحلل بيروكسيد الهيدروجين. يتم ذلك عن طريق مسح عينة من المستعمرة على شريحة زجاجية وإضافة محلول من بيروكسيد الهيدروجين (3% H₂O₂ _{) ،} مما يشير إلى وجود الإنزيم من عدمه. ظهور فقاعات يدل على نتيجة إيجابية ، بينما عدم حدوث أي تفاعل يدل على نتيجة سلبية. ^{[ 29 ]}

أجار سيتريميد المائل هو أجار انتقائي يستخدم لعزل الزائفة الزنجارية .

يُستخدم اختبار CLO لتشخيص جرثومة المعدة (H. pylori) في خزعات المرضى. تُوضع عينة من الخزعة في وسط يحتوي على اليوريا ، التي تستخدمها جرثومة المعدة في بعض مساراتها الكيميائية الحيوية. يشير استهلاك اليوريا إلى نتيجة اختبار إيجابية. ^{[ 30 ]}

يُحدد اختبار الكواغلاز ما إذا كان الكائن الحي قادرًا على إنتاج إنزيم الكواغلاز، الذي يُسبب تجلط الفيبرين . وتُشير زراعة الميكروب في أنبوب اختبار البلازما إلى ما إذا كان الكواغلاز يُنتج أم لا. ويُشير وجود جلطة إلى وجود الكواغلاز، بينما يُشير عدم وجودها إلى عدم وجوده. ^{[ 31 ]}

يُستخدم وسط أجار ديوكسي ريبونوكلياز (DNase ) لاختبار قدرة الميكروب على إنتاج إنزيم ديوكسي ريبونوكلياز (DNase) الخارجي، الذي يُحلل الحمض النووي (DNA). يُستخدم الميثيل الأخضر كمؤشر في وسط النمو لأنه كاتيون يُضفي عتامة على الوسط بوجود خيوط DNA سالبة الشحنة. عند انقسام DNA، يصبح الوسط شفافًا، مما يدل على وجود نشاط إنزيم DNase. يُختبر تحلل DNA بزراعة الكائن الحي على طبق أجار اختبار DNase (يحتوي على المغذيات وDNA) ثم فحص الطبق بحثًا عن التحلل. يحتوي طبق الأجار على مُركب DNA-ميثيل أخضر، وإذا قام الكائن الحي على الأجار بتحليل DNA، فإن اللون الأخضر يتلاشى وتُحاط المستعمرة بمنطقة عديمة اللون. ^{[ 32 ]}

يُستخدم اختبار الجيلاتين لتحليل قدرة الميكروب على تحليل الجيلاتين باستخدام إنزيم الجيلاتينيز . يُكسب الجيلاتين الأجار قوامًا صلبًا، لذا إذا كان الكائن الحي قادرًا على إنتاج الجيلاتينيز واستهلاك الجيلاتين كمصدر للطاقة والكربون، فسيتحول الأجار إلى سائل أثناء نموه. ^{[ 33 ]}

يُستخدم اختبار غونوتشيك 2، وهو اختبار كيميائي حيوي تجاري، للتمييز بين أنواع البكتيريا التالية: النيسرية اللاكتاميكية ، والنيسرية السحائية ، والنيسرية البنية ، والموراكسيلة النزلية. يعتمد مبدأ هذا الاختبار على استخدام إنزيمات موجودة في الكائن الحي لإنتاج ناتج ملون في وجود جزيئات غريبة. يُستخدم المركب الكيميائي 5-برومو-4-كلورو-3-إندوليل-بيتا-دي-غالاكتوزيد في الاختبار لأن النيسرية اللاكتاميكية قادرة على تحليله مائيًا بإنتاج إنزيم بيتا- غالاكتوزيداز ، مما يحول لون المحلول إلى الأزرق. يُضاف غاما-غلوتاميل-بي-نيتروأنيليد إلى المحلول لتحديد ما إذا كانت البكتيريا هي النيسرية السحائية، حيث يقوم هذا الإنزيم بتحليل الجزيء مائيًا، منتجًا ناتجًا نهائيًا أصفر اللون. يُستخدم بروليل-4-ميثوكسي نافثيلاميد في المحلول لتحديد النيسرية البنية (N. gonorrhoeae) لقدرته على تحليل الجزيء بواسطة إنزيم هيدروكسي بروليل أمينوببتيداز، مُنتجًا مشتقًا أحمر ورديًا. أما الموراكسيلة النزلية ( M. catarrhalis) فلا تحتوي على أي من هذه الإنزيمات، مما يجعل المحلول عديم اللون. تستغرق عملية التحديد هذه حوالي 30 دقيقة إجمالًا. ^{[ 34 ]}

يُستخدم اختبار الهيبورات التشخيصي للتمييز بين أنواع البكتيريا التالية: غاردنريلا المهبلية ، كامبيلوباكتر جيجوني ، ليستيريا مونوسيتوجينز، والمكورات العقدية من المجموعة ب، وذلك باستخدام مادة الهيبورات الكيميائية. ينتج عن مسار تحلل الهيبورات، الذي تقوم به الكائنات الحية التي تمتلك الإنزيمات اللازمة، مادة الجليسين كمنتج ثانوي. وباستخدام مؤشر النينهيدرين ، الذي يتغير لونه في وجود الجليسين، سيظهر إما منتج عديم اللون (نتيجة سلبية)، أو لون أزرق داكن (نتيجة إيجابية). ^{[ 35 ]}

يُستخدم قرص إندول بوتيرات للتمييز بين النيسرية البنية (نتيجة سلبية) والموراكسيلة النزلية (نتيجة إيجابية). يتضمن هذا الاختبار قرص بوتيرات ، عند مسحه بمزرعة بكتيرية، يتغير لونه بعد 5 دقائق من الحضانة، مما يدل على نتيجة إيجابية. اللون الأزرق هو نتيجة الاختبار الإيجابي. ^{[ 36 ]}

يستخدم اختبار أجار الحديد الليسين المائل لتحديد ما إذا كان الكائن الحي قادرًا على إزالة الكربوكسيل من الليسين و/أو إنتاج كبريتيد الهيدروجين .

يُستخدم اختبار الليزوستافين للتمييز بين بكتيريا المكورات العنقودية وبكتيريا المكورات الدقيقة . يستطيع الليزوستافين تحليل بكتيريا المكورات العنقودية، لكن بكتيريا المكورات الدقيقة مقاومة لهذه المادة الكيميائية. ^{[ 37 ]}

يُستخدم اختبار الميثيل الأحمر لتحليل ما إذا كانت البكتيريا تنتج أحماضًا من خلال تخمير السكر .

اختبار الميكروداز هو اختبار أوكسيداز معدل يُستخدم للتمييز بين المكورات الدقيقة والمكورات العنقودية عن طريق اختبار وجود السيتوكروم ج . تُنتج النتيجة الإيجابية لونًا داكنًا حول المُلقِّح، بينما لا تُنتج النتيجة السلبية أي تغيير في اللون. ^{[ 38 ]}

يُستخدم اختبار النتريت عادةً لتشخيص التهابات المسالك البولية عن طريق قياس تركيز النتريت في المحلول، مما يدل على وجود بكتيريا سالبة الغرام. يُمكن إجراء اختبار النتريت البسيط بإضافة حمض الكبريتيك بتركيز 4 مولار إلى العينة حتى تصبح حمضية، ثم إضافة كبريتات الحديد الثنائي بتركيز 0.1 مولار إلى المحلول. يُشير ظهور لون بني داكن في المحلول، الناتج عن أيون معقد أكسيد النيتريك والحديد، إلى نتيجة إيجابية لاختبار النتريت.

يُشير اختبار الأوكسيداز إلى ما إذا كان الميكروب هوائيًا. باستخدام مادة N,N,N,N-رباعي ميثيل-1,4-فينيلين ديامين الكيميائية ، وهي مُستقبِل إلكترونات يتغير لونه عند أكسدته بواسطة سيتوكروم سي أوكسيداز ، يُمكن استنتاج ما إذا كان الميكروب قادرًا على القيام بالتنفس الهوائي. يُشير تغير اللون إلى اللون الأرجواني إلى التنفس التأكسدي، بينما يُشير عدم تغير اللون إلى أن الكائن الحي لا يمتلك سيتوكروم سي أوكسيداز. ^{[ 29 ]}

يُستخدم اختبار فينيل ألانين دياميناز لتحديد ما إذا كان الكائن الحي قادرًا على إنتاج إنزيم الدياميناز. الدياميناز هو الإنزيم القادر على نزع مجموعة الأمين من حمض فينيل ألانين الأميني، مُنتجًا الأمونيا وحمض فينيل بيروفيك . يُجرى الاختبار بإضافة فينيل ألانين إلى وسط النمو، ثم يُترك لينمو. بعد فترة الحضانة، يُضاف 10% من كلوريد الحديديك إلى المحلول، والذي يتفاعل مع حمض فينيل بيروفيك في المحلول مُنتجًا لونًا أخضر داكنًا، مما يُعطي نتيجة إيجابية للاختبار. ^{[ 39 ]}

يُستخدم اختبار PYR للتحقق مما إذا كان الكائن الحي يمتلك إنزيمات لتحليل L-بيروليدونيل-β-نافثيلاميد. تشير النتيجة الإيجابية إلى أن الكائن الحي إما من المجموعة أ من المكورات العقدية و/أو المجموعة د من المكورات المعوية . ^{[ 40 ]}

يستغل اختبار CAMP العكسي القدرات الانحلالية التآزرية لعامل CAMP الذي تنتجه بكتيريا Streptococcus agalactiae مع سم ألفا الذي تنتجه بكتيريا Clostridium perfringens . يؤدي زرع هذين الكائنين بشكل عمودي على طبق أجار الدم إلى ظهور نمط "ربطة العنق" في أجار الدم، وذلك بفضل القدرات الانحلالية لسموم الكائنين. يتطلب الحضانة 24 ساعة عند درجة حرارة 37  درجة مئوية. ^{[ 41 ]}

يستخدم وسط سيمونز سترات أجار لاختبار ما إذا كان الكائن الحي قادرًا على استخدام السترات كمصدر وحيد للكربون.

يُستخدم اختبار الإندول الموضعي لتحديد ما إذا كان بإمكان الميكروب نزع الأمين من التربتوفان لإنتاج الإندول . يُجرى هذا الاختبار بتشبيع قطعة من ورق الترشيح بكاشف كوفاكس للإندول، ثم كشط جزء من الميكروب على الورق. يشير ظهور لون وردي مائل للأحمر إلى نتيجة إيجابية، بينما يشير عدم تغير اللون إلى عدم وجود إنزيم التربتوفاناز . ^{[ 42 ]}

يُعد وسط حركة كبريتيد الإندول اختبارًا من ثلاثة أجزاء لقدرة الكائن الحي على اختزال الكبريتات، وإنتاج الإندولات، والقدرة على الحركة.

اختبار الحديد الثلاثي السكري (TSI) هو وسط تفريقي يستخدم لتحديد ما إذا كان الكائن الحي قادرًا على تخمير الجلوكوز والسكروز و/أو اللاكتوز، وما إذا كان الكائن الحي قادرًا على إنتاج غاز كبريتيد الهيدروجين. ^{[ 43 ]}

يُستخدم وسط اليورياز المائل لقياس قدرة الكائن الحي على إنتاج اليورياز ، وهو إنزيم قادر على هضم اليوريا وتحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون والأمونيا من خلال التحلل المائي. ولأن الأمونيا قلوية، يحتوي الوسط على الفينول الأحمر، وهو مؤشر يتغير لونه من البرتقالي إلى الوردي عند ارتفاع الرقم الهيدروجيني فوق 8.1. وعند زيادة تركيز الأمونيا إلى مستويات عالية كافية، يتحول لون الوسط إلى الوردي، مما يدل على إنتاج اليورياز. ^{[ 44 ]}

يكشف اختبار فوجس -بروسكاور ما إذا كانت البكتيريا تنتج مادة الأسيتوين من هضم الجلوكوز. ^{[ 45 ]}

يُعد تحليل حمض الميكوليك مجالًا متطورًا للدراسة في تقنية كروماتوغرافيا الغاز السائل ، إذ يُقدم حلًا لإبطاء معدلات نمو بكتيريا المتفطرة . حمض الميكوليك هو حمض دهني موجود في مرض السل ، مما يجعله هدفًا كيميائيًا للأطباء المتخصصين في التشخيص. ^{[ 46 ]}

باستخدام تقنية الطرد المركزي فائق السرعة ذات الكثافة الطافية ، يتم إنشاء تدرج في الكثافة باستخدام كلوريد السيزيوم في الماء. سيتجه الحمض النووي إلى الكثافة التي تعكس كثافته، ثم يُضاف بروميد الإيثيديوم لتعزيز وضوح شريط الحمض النووي. ^{[ 47 ]}

طُوِّرت تقنيات استخلاص جديدة باستخدام الخرز المغناطيسي لتنقية الأحماض النووية، مستفيدةً من الطبيعة المشحونة والبوليمرية لسلاسل الحمض النووي الطويلة. تُستخدم أنواع من الخرز غير المغلفة لزيادة مساحة السطح والإنتاجية، بينما تتميز أنواع أخرى بانتقائية أعلى بفضل تغليفها بمجموعات وظيفية تتفاعل مع البوليمرات الموجودة في الميكروبات. ^{[ 48 ]} إحدى الطرق الشائعة هي استخدام بولي إيثيلين جلايكول لتحفيز ارتباط الحمض النووي بالخرز المغناطيسي. يتحكم الوزن الجزيئي وتركيز البولي إيثيلين جلايكول في الوزن الجزيئي للحمض النووي الذي يرتبط به.

يُعدّ استخلاص الفينول-الكلوروفورم طريقةً سائلةً-سائلةً يستخدمها علماء الكيمياء الحيوية لفصل الأحماض النووية عن البروتينات والدهون بعد تحلل الخلايا. ^{[ 49 ]} وقد تراجعت شعبية هذه الطريقة بين العلماء وعلماء الأحياء الدقيقة لوجود طرق أسهل تتطلب مواد كيميائية أقل خطورة.

استخلاص الطور الصلب هو تقنية تفصل البوليمرات الطويلة، مثل الحمض النووي، عن المواد الأخرى الموجودة في الخلايا. وهي تشبه الخرز المغناطيسي، حيث يتم تثبيت الطور الصلب ويرتبط بشكل انتقائي بمكون خلوي، مما يسمح بعزله.

التخطيط البصري هو تقنية تستخدم إنزيمات تقييد متعددة لإنشاء "رمز شريطي" جينومي يمكن الرجوع إليه لتشخيص ميكروب غير معروف.

الرحلان الكهربائي الهلامي النبضي هو تقنية تُستخدم لفصل جزيئات الحمض النووي الكبيرة في مجال كهربائي يتغير اتجاهه دوريًا. وباستخدام إنزيمات التقييد ، يمكن فصل أجزاء الحمض النووي عن طريق قطعها.

تُستخدم إنزيمات التقييد أولاً للتعرف على تسلسلات محددة من الأحماض النووية ثم قطعها. ويمكن تمرير هذه القطع المقطوعة من الحمض النووي عبر الرحلان الكهربائي الهلامي لتشخيص الكائن الحي بالرجوع إلى نتائج الرحلان الكهربائي الهلامي السابقة.

يُعدّ التنميط الريبوزي طريقة آلية سريعة لتشخيص الميكروبات، حيث يتم اختبار الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي في البكتيريا باستخدام هضم الإنزيمات المقيدة وتقنية ساوثرن بلوت. ^{[ 50 ]}

يُعد تحليل VNTR متعدد المواقع اختبارًا يُستخدم للكشف عن التكرارات المترادفة ذات العدد المتغير ، والتي تعمل كبصمة وراثية في التشخيص الميكروبي. ^{[ 51 ]}

يُعدّ تحديد النمط التسلسلي متعدد المواقع (MLST) تقنيةً لتسلسل العديد من المواقع الجينية لتشخيص الكائنات الحية، وذلك بمقارنة تسلسلات الحمض النووي (DNA) بقاعدة بيانات تضم كائنات حية معروفة. ^{[ 52 ] [ 53 ]} تُستخدم هذه الطريقة غالبًا لمقارنة العزلات أو السلالات من النوع نفسه، لتحديد ما إذا كانت متطابقة أم مختلفة. ويُعدّ هذا شائعًا لتتبع الأمراض المنقولة بالغذاء وتفشي الأمراض في مجال الصحة العامة. تُنشر معظم تحليلات MLST في المجلات العلمية، ما يضمن استخدام طرق متسقة عالميًا. كما تتوفر قواعد بيانات عامة للتتبع والمقارنة.

يُعدّ تحديد النمط التسلسلي أحادي الموضع (SLST) عملية تسلسل موضع واحد في الكائن الحي لإنتاج بيانات يمكن استخدامها لإجراء مقارنات على مستوى السلالات بين عزلات من نفس النوع. ^{[ 54 ]}

لتحديد أنواع البكتيريا، يقوم علماء الأحياء الدقيقة بتسلسل جين 16S rRNA، ولتحديد أنواع الفطريات، يقومون بتسلسل مناطق ITS. كلا المنطقتين جزء من الأوبيرون الريبوسومي، لذا فهما محفوظتان جيدًا، لكنهما توفران تنوعًا كافيًا يسمح بتكوين أنواع جديدة. يتطلب التحديد الدقيق بيانات تسلسل عالية الجودة، وتحليلًا قويًا للبيانات، وقاعدة بيانات ميكروبية واسعة تضم الكائنات الحية المعروفة. من المفيد أيضًا استخدام شجرة الانضمام المجاورة أو أي منهجية تصنيفية أخرى لإجراء عملية التحديد.

يمكن استخدام تقنيات تسلسل الجينوم الكامل وتطبيقات علم الجينوم لإجراء عمليات محاذاة وتحليل مقارن واسعة النطاق لكل من البكتيريا والفطريات. ويمكن استخدام تسلسل الجينوم الكامل لتشخيص الكائنات الحية وتحديد هويتها وتوصيفها بدقة تصل إلى مستوى أزواج القواعد الفردية من خلال تسلسل الجينوم بأكمله. ^{[ 55 ]} كما يمكن استخدامه لمقارنة الجينومات أو متوسط ​​تطابق النيوكليوتيدات (ANI) للجينات المشتركة بين سلالتين، وهو أسلوب فعال لمقارنة القرابة الجينية، ويُستخدم غالبًا في دراسة الكائنات الحية المسببة للأمراض المنقولة بالغذاء وغيرها من حالات تفشي الأمراض.