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負染技術首先由Hall（1955）等人所采用，在后來的生物學研究中得到了越來越廣泛的應用。負染樣本不需經過固定、脫水、包埋和超薄切片等復雜操作，而是直接對沉降的樣品勻漿懸浮液進行染色。

組織超薄切片的染色通常稱為正染色。在正染色時，重金屬離子與大分子反應增加了樣品結構的電子密度，使之在電鏡下觀察時呈黑色，但背底未被染色，觀察時呈白色，從而形成樣品圖像反差。

負染又稱陰性反差染色，它是利用高密度的、且在透射電鏡下又不顯示結構的重金屬鹽（如磷鎢酸、醋酸鈾等），把生物標本包圍起來、在黑暗的背景上顯示出呈現陰性反差樣品的微細結構。所以負染色所顯示的電鏡圖像，正好與超薄切片正染色相反，其樣品結構為透明淺色，而背底則為無結構的灰色或黑色。對于負染色的機制，目前還不夠清楚。在負染色中，樣品與染液之間不發生反應，只是利用樣品染色劑密度的懸殊對比而將樣品襯托出來，故稱負染色法。與超薄切片技術相比，該技術具有操作簡便、用藥量極少、省時快速及分辨力高等優點，現廣泛用于細菌、病毒、大分子結構、亞細胞碎片及分離的細胞器等研究工作。特別是在病毒學領域，負染色更能發揮其獨到作用，是一項很重要的實驗技術。