Hầu hết các trở ngại trong nghiên cứu tế bào gốc là làm sao phát hiện tế bào gốc khi muốn dựa vào chức năng của chúng, các thí nghiệm này rất tốn thời gian, nhưng có độ nhạy thấp. Qua đó, việc nghiên cứu để xác định các marker của loại tế bào này là rất cần thiết.

Một chiến lược nhằm xác định marker tế bào gốc được tiến hành như sau:

• Trước hết, một phân tử có thể là một marker tế bào gốc được lựa chọn.
• Một quần thể tế bào được lựa chọn có biểu hiện phân tử này.
• Những tế bào ứng viên được xét nghiệm có hoạt tính tế bào gốc.

Nếu phân tử chọn có biểu hiện chỉ ở tế bào gốc, và khi quần thể tế bào được chọn có chứa tế bào gốc, chúng sẽ biểu hiện hoạt tính tế bào gốc ở mức cao hơn, so với tế bào khác (không được chọn).Tại tất cả giai đoạn phát triển của tế bào PGC, người ta khó phân biệt được tế bào PGC và những tế bào sinh dưỡng khác. Hiện tại có 3 phương pháp xác định tế bào mầm sinh dục dựa vào:

• Đặc điểm hình dạng.
• Kháng thể nhận diện kháng nguyên đặc trung cho tế bào PGC.
• Sự biểu hiện của enzyme alkaline phosphatase.

Đặc điểm hình dạng tế bào mầm.

Các tế bào GC sau khi tách rời ra từ các mảnh mô, thì có thể phân biệt được chúng với các tế bào sinh dưỡng khác, khi quan sát dưới kính hiển vi soi nổi hay cắt lớp. Các tế bào mầm sinh dục vừa mới thu nhận sẽ có hình tròn, bề mặt láng và phản chiếu ánh sáng. Chúng thường có đường kính từ 18-20 micromet, lớn hơn hầu hết các tế bào sinh dưỡng. Chúng lăn tròn đều trên mặt đáy của giếng nuôi. Mặc dù các tế bào GC thường gắn với nhau tạo thành 1 lùm tế bào lỏng lẻo, nhưng ở trạng thái này chúng thường gắn chặt vào tế bào sinh dưỡng. Sau một thời gian nuôi cấy ngắn, các tế bào sinh dưỡng sẽ bám vào đáy bình, trong khi đó các tế bào mầm sinh dục vẫn không bám vào đáy bình. Ở trạng thái này, người ta có thể dễ dàng thu nhận những tế bào mầm sinh dục bằng cách hút nhẹ lớp tế bào nổi trong môi trường nuôi.

Sau một vài giờ nuôi cấy trên lớp tế bào đơn, các tế bào GC sẽ dính vào lớp tế bào bên dưới và thay đổi hình dạng – giống như của fibroblast. Khi đó người ta không thể xác định được chúng qua hình dạng mà phải thông qua kháng thể hay alkaline phosphatase. Tế bào GC khi nuôi cấy trên bề mặt không bám được (nhựa, thủy tinh, agar) chúng luôn có hình tròn và chết sau vài ngày nuôi.

Xác định dựa vào kháng thể.

Các tế bào mầm sinh dục thể hiện một số kháng nguyên trên bề mặt chuyên biệt. Các kháng nguyên này sẽ kết hợp tốt với kháng thể TG-1 và SSEA-1. Sự hiện diện của các kháng nguyên này là 1 phương tiện đáng tin cậy cho việc xác định tế bào GC sống trong nuôi cấy. Tuy nhiên, cần thận trọng bởi các phản ứng kháng thể lại không hoàn toàn đặc hiệu cho tế bào GC. Một số kháng thể đa dòng được biết phản ứng chuyên biệt với tế bào GC, nhưng cũng đồng thời, chúng cũng có thể phản ứng với các kiểu tế bào khác.

Xác định dựa vào Alkaline phosphatase.

Các nghiên cứu cho thấy tế bào GC thể hiện sự hoạt động mạnh của Alkaline phosphatase. Hoạt tính của Alkaline phosphatase đầu tiên được xác định vào ngày thứ 7 dpc, và hoạt tính này tiếp tục biểu hiện cho đến cuối đời sống của phôi. Mặc dù trong phôi cũng có những tế bào khác dương tính với alkaline phosphatase, nhưng sự hiện diện của tế bào dương tính với alkaline phosphatase thu nhận từ mẫu mô sinh dục là không thể nhầm lẫn được, bởi không có kiểu tế bào nào biểu hiện đặc tính này.