当在H&E上怀疑但无法确定感染原时，特殊的组织化学染色可在组织切片中突出显示微生物。尽管IHC和分子诊断学的使用日益增加，但这些染色仍然必不可少——它们快速、廉价，并提供形态学背景。

组织革兰染色

组织革兰染色（Brown-Hopps或Brown-Brenn改良）可区分石蜡切片中的革兰阳性（蓝紫色）和革兰阴性（红粉色）细菌。与微生物学中使用的细菌革兰染色技术使用新鲜培养物不同，组织革兰染色适用于固定的、处理过的组织。结晶紫染色革兰阳性细胞壁；藏红或碱性品红复染革兰阴性菌、细胞核和背景。组织革兰染色有助于识别细菌形态（球菌、杆菌）和组织反应模式——化脓性炎症提示化脓性细菌；肉芽肿性炎症提示分枝杆菌或真菌。

Ziehl-Neelsen用于抗酸杆菌

Ziehl-Neelsen（ZN）通过利用分枝杆菌富含分枝菌酸的蜡质细胞壁在酸酒精脱色后保留碳品红染料来染色分枝杆菌（结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、非结核分枝杆菌）。抗酸杆菌在亚甲蓝或亮绿复染背景下呈现亮红色。组织中ZN的敏感性与培养或PCR相比约为40-60%——ZN阴性不能排除分枝杆菌感染。改良ZN（Fite-Faraco）使用更温和的酸酒精脱色剂用于麻风分枝杆菌和诺卡菌，它们的抗酸性不如结核分枝杆菌。

Grocott六胺银（GMS）

GMS是检测组织中真菌的最敏感染色。铬酸将真菌细胞壁多糖氧化为醛；六胺银溶液将银离子还原为醛基处的金属银，在真菌细胞壁上沉积黑色银。背景用亮绿复染。

GMS检测几乎所有临床相关的真菌：念珠菌（酵母和假菌丝）、曲霉（45°分支的有隔菌丝）、毛霉（90°分支的宽大、无隔菌丝）、隐球菌（有荚膜酵母、窄基出芽）、组织胞浆菌（小型细胞内酵母）、芽生菌（宽基出芽酵母）、球孢子菌（含有内生孢子的孢子囊）和耶氏肺孢子菌（具有特征性点状形态的包囊）。GMS也染色弹性蛋白，可作为内部阳性对照。

过碘酸-Schiff（PAS）用于真菌

PAS将真菌细胞壁染成品红色，是GMS的补充。它比GMS更特异（碎片导致的假阳性更少），但敏感性略低。许多实验室在每个真菌病例中同时使用GMS和PAS以最大化检测率。PAS加淀粉酶可去除可能与真菌混淆的糖原。

Warthin-Starry用于螺旋体

Warthin-Starry银浸渍将螺旋体染成黑色，背景为浅黄棕色。该技术使用硝酸银溶液通过对苯二酚还原将金属银沉积在微生物上。Warthin-Starry用于检测梅毒螺旋体（梅毒——在皮肤、淋巴结和胎盘中显示螺旋体）、伯氏疏螺旋体（莱姆病）、幽门螺杆菌（胃炎）和汉氏巴尔通体（猫抓病、杆菌性血管瘤病）。该染色技术要求高，需要精确的温度和pH控制。

Giemsa用于细胞内微生物

Giemsa染色用于幽门螺杆菌（胃活检——粘膜表面的螺旋形杆菌）、衣原体（结膜、宫颈或呼吸道标本中的胞质内包涵体）、巴贝虫和疟原虫（红细胞内寄生虫）以及利什曼原虫（巨噬细胞中的无鞭毛体）。Giemsa将细胞核染成蓝紫色，胞质染成粉色；微生物表现为明显的嗜碱性结构。

比较与算法

疑似感染的诊断染色算法从所有病例的革兰和GMS开始。如果看到革兰阳性杆菌，加做诺卡菌和分枝杆菌的ZN。如果存在肉芽肿性炎症但未见微生物，加做ZN和GMS。如果怀疑螺旋体，加做Warthin-Starry。如果存在病毒包涵体，IHC针对特定病毒（CMV、EBV、HSV、HHV8、腺病毒）提供 definitive 鉴定。所有特殊染色需要同时运行阳性对照，结果必须与培养、血清学和分子检测相关联以进行 definitive 诊断。