Po označení nukleových kyselin následuje fáze detekce a případně kvantifikace. Značení DNA se provádí metodami enzymatickými nebo přímou chemickou vazbou. V obou skupinách rozlišujeme značení radioaktivní a značení neizotopové. Enzymatické metody umožňují značení homogenní nebo značení pouze 3’ nebo 5’ konců.

Radioizotop	³²P	³⁵S	^3H	¹⁴C	¹³¹I
Typ záření	ß	ß	ß	ß	ß , gamma
Poločas	14.3 dnů	87.4 dnů	12.26 roků	5730 roků	8,04 dnů
ß energie (MeV)	1,709	0,167	0,019	0,156	0,806

Neizotopové enzymatické systémy značení dosahují stejné citlivosti jako radioaktivní a jsou vhodné pro automatizaci. Nejpoužívanější systémy detekce jsou např.:

a) biotin - protilátka - enzym - substrát
b) biotin - streptavidin - enzym - substrát
c) sulfonová skupina - protilátka - enzym - substrát
d) digoxigenin - protilátka - enzym - substrát
e) fluorescenční detekční systém (např. rhodamin).

Ve všech těchto systémech se používá některý z chromogenních, chemiluminiscenčních nebo fluorescenčních substrátů a enzym je konjugován s protilátkou nebo s avidinem. Používají se alkalická fosfatasa, peroxidasa, glukosidasa, beta-galaktosidasa.

Velmi citlivý způsob detekce je bionylace nukleových kyselin a následná specifická reakce s modifikovaným avidinem (konstanta afinity K = 10 ^-15 mol). Bionylace se provádí arylazidovým derivátem biotinu s následnou fotoaktivací. Vzniká vysoce reaktivní skupina, která umožní kovalentní vazbu biotinu s nukleovou kyselinou. Hybridizace in situ vyžaduje někdy navíc inaktivaci endogenního biotinu (např. v hepatocytech).

Také některé metody přímého značení založené na fyzikálních a chemických principech vazby s nukleovou kyselinou jsou hojně používány. Mezi tyto systémy patří značení ethidiumbromidem, radioaktivním jodem nebo barvení stříbrem. Možná je také kovalentní vazba enzymů na nukleovou kyselinu. Příkladem je zesílený chemiluminiscenční detekční systém. DNA se značí přímo peroxidasou, která působí za přítomnosti H2O2 na luminol, zesílení signálu se provádí pomocí derivátů fenolu (například 4-iodofenol). Emitované světlo se detekuje na fotografickém filmu nebo se měří na luminometru.

Řada detekčních systémů umožňuje různé sestavy a ve spojení s amplifikační reakcí jsou tyto metody vhodné pro automatizaci.

Metoda	Velikost produktu	Senzitivita metody	Lokalizace mutace
SSCP	250 bp	80 %	ne
DGGE	600 bp	95 %	ne
CMC	1700 bp	> 95 %	ano
Přímé sekvenování	500 bp	> 99%	ano
Heteroduplexy	300 bp	80 %	ne