实验室诊断志贺菌感染主要通过以下几个步骤：
1. 样本采集 通常情况下，会从患者的新鲜粪便样本中进行采集。对于腹泻症状明显的患者，早晨第一次排便的样本较为理想。如果患者已经接受了抗生素治疗，则可能需要连续几天收集样本以提高检出率。
2. 直接涂片检查 将少量粪便均匀涂抹在载玻片上，经过染色（如革兰氏染色）后，在显微镜下观察细菌形态特征。虽然这种方法不能直接确定是否为志贺菌属，但可以提供初步线索。
3. 培养与分离 采用选择性培养基（如SS琼脂、麦康凯平板等），将样本接种并置于适宜温度条件下孵育24-48小时。志贺菌在这些培养基上通常形成无色或淡黄色的小菌落，边缘整齐。
4. 生化鉴定 对疑似志贺菌的单个菌落进行一系列生化反应测试（如发酵葡萄糖、乳糖产酸不产气等），以进一步确认其身份。此外，还可以利用自动化仪器系统快速完成多项生化指标检测。
5. 血清学分型 利用特异性抗血清对疑似志贺菌株进行凝集试验，确定具体的血清型别。这对于流行病学调查及耐药性监测具有重要意义。
6. 分子生物学方法 如PCR技术可用于快速准确地检测志贺菌DNA序列，特别是在常规培养难以获得阳性结果时，分子诊断可作为补充手段提高检出率。

通过上述一系列实验操作，可以有效地实验室诊断志贺菌感染，并为临床治疗提供科学依据。