Mechanisms of Disease 1 HC20: Diagnostics of infectious diseases

HC20: Diagnostics of infectious diseases


The Gram-stain test was developed by Hans Christian Gram (1853-1938). It works as follows:

  1. Fixation of the bacteria on a glass slide
  2. Crystal violet staining → slides through the cell wall
  3. Iodine treatment → forms crystal complexes
  4. Decolorization → the crystal complexes disappear from the gram-negative bacteria
  5. Counter stain safranin

Streptococcus pneumoniae:

A 70-year-old woman who smokes has an increased cough with sputum. Gram-stains are made and show Gram-positive duplex cocci. She is infected by the streptococcus pneumoniae bacteria.


Ziehl-Neelsen staining is used to color acid-fast bacteria, for instance mycobacterium tuberculosis. These bacteria have a lipid in their layer which can specifically be colored to identify it as an acid-fast bacterium.

Other colorization methods

Some other colorization methods are:

  • Auramine: can also stain acid-fact bacteria
    • Has a higher sensitivity but a lower specificity than Ziehl-Neelsen
  • Giemsa stain: used to diagnose plasmodium falciparum in a thin blood smear
    • Plasmodium falciparum causes malaria

Rapid antigen tests

Rapid antigen tests can be useful because they are indeed rapid, however they have a very low sensitivity → the practical value is limited. SARS-CoV-2 immunochromatographic tests, for instance, have a sensitivity of 30-80%. There is a specific antibody on a piece of paper, and it is tested whether an antigen attaches to it. Immunochromatographic tests are based on pregnancy tests.

Culture of microorganisms

There is methodology based on culture of microorganisms. This is usually used for research of bacteria and viruses, but these days hardly for diagnostics. Culturing has certain characteristics:

  • Time-dependent
  • Specimen quality is important
  • Further analysis is required
    • Morphology
    • Metabolism
    • Antigens
  • Some bacteria and many viruses cannot be cultured

In contrary to bacteria, viruses can only be cultured on living cells.

Staphylococcus aureus endocarditis:

A 21-year-old man has fever, chills and a heart murmer. He has suffered from intravenous drug abuse. The doctor decides to take a blood culture:

  1. The blood culture is taken and put in a bottle
  2. The blood culture is left to grow
  3. The culture is taken out of the bottle and put on agar
  4. Gram staining and determination

This process takes a while.

Afterwards, further analysis is done:

  • Rapid simple tests
    1. Catalase test: the bacteria is a gram-positive staphylococcus
    2. Coagulase test: positive → the bacteria is staphylococcus aureus
  • Biochemical properties
... Interested? Read the instructions below in order to read the full content of this page.

Access options

The full content is only visible for JoHo members.

  • For information about international JoHo memberships, read more here.
  • Are you already a member? Add your JoHo membership number to your World Supporter account to activate your member access
  • or mail


For Dutch visitors

Toegang tot pagina of document:

Word JoHo donateur of abonnee voor online toegang

  • Om online toegang te krijgen kun je JoHo donateur worden
  • Lees hieronder meer over JoHo donateur en abonnee worden

Je bent al donateur, maar je hebt geen toegang?

  • Log in, of maak een account aan als je dat nog niet eerder hebt gedaan.
  • Voeg je JoHo (member) nummer toe aan je account voor volledige toegang. Je kunt dit nummer vinden op of in de bevestigingsmail van je JoHo donateursinschrijving. Kom je er niet uit, neem dan even contact op!

Kom je er niet helemaal uit of heb je problemen met inloggen?



 JoHo donateur (WorldSupporter) worden

JoHo donateurschap (€5,- per jaar)

  • Voor wie €10,- korting wil op zijn JoHo abonnement
  • Voor wie JoHo WorldSupporter en Smokey projecten wil steunen
  • Voor wie gebruik wil maken van alle gedeelde materialen op WorldSupporter
  • Voor wie op zoek is naar de organisatie bij een vacature

 JoHo abonnementen

    JoHo abonnement (€20,- per jaar)

    • Voor wie online volledig gebruik wil maken van alle JoHo's en boeksamenvattingen voor alle fases van een studie, met toegang tot alle online HBO & WO boeksamenvattingen en andere studiehulp
    • Voor wie gebruik wil maken van de gesponsorde boeksamenvattingen (en er met zijn pinpoints 10 gratis kan afhalen in een JoHo support center of bij een JoHo partner)
    • Voor wie gebruik wil maken van de vacatureservice en bijbehorende keuzehulp & advieswijzers
    • Voor wie gebruik wil maken van keuzehulp en advies bij werk in het buitenland, lange reizen, vrijwilligerswerk, stages en studie in het buitenland
    • Voor wie extra kortingen wil op (reis)artikelen en services (online + in de JoHo support centers)
    • Voor wie extra kortingen wil op de geprinte studiehulp (zoals tentamen tests en study notes) in de JoHo support centers

    Steun JoHo en steun jezelf door JoHo donateur te worden

    Direct Donateur Worden



    Contributions, Comments & Kudos

    Add new contribution

    This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
    Image CAPTCHA
    Enter the characters shown in the image.
    Summaries & Study Note of nathalievlangen
    Join World Supporter
    Join World Supporter
    Log in or create your free account

    Why create an account?

    • Your WorldSupporter account gives you access to all functionalities of the platform
    • Once you are logged in, you can:
      • Save pages to your favorites
      • Give feedback or share contributions
      • participate in discussions
      • share your own contributions through the 11 WorldSupporter tools
    Access level of this page
    • Public
    • WorldSupporters only
    • JoHo members
    • Private
    Selected Categories