U složitější výstavby díla, při restaurování a vždy v těch případech, kdy je požadován kompletní popis techniky malby, provenienční určování nebo autentikace díla, pouze neinvazivní průzkum obvykle nepostačuje. Pokud je však proveden, lze nutný odběr vzorků významně zefektivnit a redukovat. Platí, že je šetrnější a přínosnější odebrat méně vzorků z dobře vybraných míst, než odebírat plošně nebo náhodně nebo z defektů, kde je sice odběr možný, ale stratigrafie vrstev narušena. Popis stratigrafie vrstev malby je první krokem průzkumu mikrovzorků v laboratoři. Popisují se jednotlivé chronologicky odlišitelné zásahy, a tedy interpretuje se jak originální malba, tak přemalby.

Analýzy odebraných mikrovzorků zahrnují identifikaci pigmentů, pojiv i materiálu podložky, kdy se vhodně uplatňují metody mikroskopické (optická a elektronová mikroskopie s EDS analýzou), spektroskopické (infračervená a Ramanova spektroskopie) a difrakční (prášková rtg. difrakce). K řešení speciálních úloh a všude tam, kde vlastní vybavení nestačí, má laboratoř vybudovánu síť spolupracovníků v rámce Akademie věd i mimo ni tak, aby byla schopna poskytnout vždy komplexní závěry. Speciální úlohy zahrnují například analýzu stopových prvků, specifikaci proteinových pojiv nebo radiouhlíkové datování podložky (dřevo, plátno).

Detailnější rozbory, prováděné cíleně, pak mohou odpovídat na otázky původu díla (regionální provenience / místo vzniku díla, datace, autorství, dílenská příslušnost). Základem těchto pokročilých interpretací je v laboratoři ALMA komparativní výzkum, který je opřen o zkušenosti získané během 25-leté praxe analýzy děl různých období a proveniencí. V průzkumu se kombinují analýzy špičkovými přístroji s komplexní znalostí malířské techniky a materiálů používaných ve výtvarném umění. Možnosti průzkumu jsou neustále aktualizovány podle výsledků vlastního experimentálního výzkumu, který laboratoř provádí.

Odběr mikrovzorků z gotické deskové malby. © Laboratoř ALMA