In het medisch microbiologisch laboratorium begint de speurtocht naar een ziekteverwekker. Het lichaamsmateriaal (monster) kan door de laboratorium- medewerkers op verschillende manieren onderzocht worden:

1. Direct aantonen van de verwekker door middel van kweken, isolaties of met behulp van een microscoop: bacteriologie en virologie.
2. Aantonen van antistoffen tegen de verwekker: serologie.
3. Aantonen van erfelijk materiaal van de verwekker met moleculaire technieken: de moleculaire microbiologie. In moleculaire biologie bestudeert men de processen in cellen op het kleinste functionele niveau, namelijk dat van de moleculen.

1. Direct aantonen van de verwekker

Op het bacteriologisch en virologisch laboratorium worden patiëntenmonsters op of in speciale voedingsbodems of cellen geënt waar bepaalde bacteriën, schimmels of gisten kunnen groeien en zich kunnen vermeerderen, zodat ze herkend kunnen worden. Ook kan met behulp van een microscoop direct gezocht worden naar verschillende micro-organismen. De gevonden bacteriën en virussen worden gedetermineerd en er wordt gekeken of ze gevoeligheid zijn voor een aantal antibiotica.

2. Aantonen van antistoffen

Op het serologisch laboratorium worden bloedmonsters en liquores (hersen- vocht) met behulp van verschillende technieken onderzocht op aanwezige antistoffen tegen verschillende micro-organismen.

3. Aantonen van erfelijk materiaal van de verwekker

Op het moleculair microbiologisch laboratorium wordt met behulp van speciale technieken het erfelijke materiaal van de in het monster aanwezige micro-organisme aangetoond en geanalyseerd. Dit is met name handig voor de micro-organismen die heel langzaam groeien, bijvoorbeeld de bacteriën die tuberculose veroorzaken en voor micro-organismen die in het laboratorium niet (goed) gekweekt kunnen worden, bijvoorbeeld Chlamydia. Met mole- culaire technieken kunnen ook verschillen tussen bacteriestammen worden aangetoond. Dit laatste is met name belangrijk bij epidemiologisch onderzoek.

Dit klinkt allemaal vrij simpel, maar het is soms zeer complex onderzoek.
In het monster blijken vaak allerlei (resten van) onschuldige bacteriën te zitten. Het is de kunst de juiste test op de juiste manier te gebruiken en zo de ziekte-verwekker op te sporen. De door de medisch microbiologisch analist gebruikte test moet zowel specifiek zijn (onderscheid kunnen maken tussen verschillende ziekteverwekkers) als gevoelig (ook een klein beetje ziekte- verwekker moet aan getoond kunnen worden, zodat de ziekte snel behandeld kan worden).