Eine Gram-Färbung bezieht sich auf ein positives oder negatives Testergebnis, das entsteht, wenn eine Bakterienkultur mit Jod gewaschen wird, um ihre Spezies zu identifizieren. Dieser Test, bekannt als Gram-Färbung, funktioniert durch den Nachweis von Lipopolysacchariden (Lipoglycanen) und Peptidoglycanen (Mureins), die in den Zellwänden der Bakterienprobe enthalten sind. Bakterien mit einem hohen Gehalt an Peptidoglykanen werden als Gram-positiv bezeichnet. Im Gegensatz dazu zeigen niedrigere Peptidoglykanspiegel mit Lipopolysacchariden an, dass die Probe Gram-negativ ist.
Zuerst wird die Bakterienprobe auf einen Glasobjektträger gelegt und nur so weit erhitzt, dass sie für den Behandler unschädlich ist. Anschließend wird die Bakterienprobe bis zu sechzig Sekunden lang mit einer Gentianaviolett-Jod-Lösung behandelt. Der Objektträger wird dann vorsichtig unter sauberem Wasser gespült und die Gram-Lösung aufgetragen, die eine Mischung aus Jod und Kaliumjodid, verdünnt in Wasser, ist. Dieser Schritt löst eine Reaktion auf die Gentianaviolett-Verbindung aus.
Anfänglich erzeugt die Reaktion eine dunkelblaue Farbe. Ein anschließendes Spülen mit Ethylalkohol führt jedoch bei einigen Bakterienproben zum Ausbluten der Farbe, bei anderen jedoch nicht. Eine endgültige Farbstofflösung wird aufgetragen, die eine Kontrastfarbe verwendet, normalerweise eine Variation von Rot. Eine Probe, die diese Gegenfärbung akzeptiert, erscheint rosa und wird als Gram-negativ bezeichnet. Eine Probe, die die dunkelblaue Farbe beibehält, ist jedoch Gram-positiv.
Abgesehen von Identifizierungszwecken liegt die Bedeutung des Gram-Färbetests darin, dass gramnegative Bakterien starke Endotoxine produzieren, die schwere Krankheiten wie Cholera und Typhus verursachen können. Viele gramnegative Bakterien sind auch gegen Antibiotika resistent und es ist nicht möglich, daraus Impfstoffe herzustellen. Außerdem produzieren nicht alle Bakterien ein positives oder negatives Ergebnis. Tatsächlich gelten einige Arten als Gram-unbestimmt oder Gram-Variable. Andere Arten sind von dem Test völlig unbeeinflusst, einfach weil sie eine wachsartige Schutzschicht in ihren Zellwänden haben, die die Flecken nicht durchdringen können.
Der Gram-Färbungstest wurde Ende des 1800. Jahrhunderts von dem bekannten dänischen Bakteriologen Hans Christian Gram entwickelt. Der ursprüngliche Zweck des Gram-Färbetests bestand jedoch nicht darin, zwischen verschiedenen Bakterienarten zu unterscheiden. Tatsächlich wollte Dr. Gram lediglich einen besseren Weg finden, um das Vorhandensein von Bakterien in Sputumproben von Lungenentzündungspatienten nachzuweisen. Interessant ist auch, dass Dr. Grams Entdeckung ein halbes Jahrhundert später einen großen Einfluss auf die Erforschung antibiotikaresistenter Bakterien haben würde, obwohl sie unbeabsichtigt war.