1、细菌抑制试验(Guthrie试验)
此法是应用最早,最经济实用的血苯丙氨酸半定量方法。
原理：枯草杆菌ATCC-6633的生长需要苯丙氨酸,如在含有苯丙氨酸拮抗剂
β-2噻吩丙氨酸培养基上,枯草杆菌不能生长,当放入血滤纸片标本时,血中的苯丙氨酸与培养基中的抑制剂相拮抗，使血滤纸片周围出现明显的细菌生长环,我们可以根据细菌生长环的大小,测定血滤纸片中苯丙氨酸浓度。 但如新生儿血清中苯丙氨酸浓度超过121.1—242.1μmol/L时，细菌仍可生长。
目前上海、北京等城市已用本法进行新生儿筛选，以期及早诊断苯丙酮尿症患者。
2.血液中苯丙氨酸测定
正常人血液中苯丙氨酸浓度为60～180μmol/L，PKU患者可高达600～3600μmol/L。
此方法是界定一个分界点，来衡量病人血液中苯丙氨酸的浓度。
(1)以258μmol/L为正常人与苯丙酮尿症患者的分界点，则有高达4%的假阳性。用色层析法则在生后几天的新生儿中可出现假阴性。MS/MS(质谱)法可减少假阳性率，此方法可同时测定血苯丙氨酸和酪氨酸，并可计算苯丙氨酸/酷氨酸比值。
(2)如果以比值2.5为正常儿童与患者的分界点，则可将假阳性减少到1%。故目前多用此方法来筛选新生儿苯丙酮尿症。此方法还可用来筛选半乳糖血症、枫糖尿病、同型胱氨酸尿症和先天性甲状腺功能减低症，一次检查可以筛选多种先天性疾病。
3.尿液检查
(1)尿三氯化铁试验与国产苯丙酮尿症快速诊断试纸试验：若尿中如含苯丙酮酸则三氯化铁试验呈绿色，放置后退色;如尿中含尿黑酸、组氨酸或氯丙嗪代谢产物，亦可显绿色而呈假阳性反应。
中国生产PKU试纸润湿尿液后如呈蓝绿色为阳性，并对根据色泽深浅与标准色板比较，估计尿中苯丙酮酸含量。
因血清苯丙氨酸浓度低于908—1210.6/μmol/L，尿中可无苯丙酮酸排泄，故新生儿期患者尿三氯化铁及试纸试验可呈阴性。
(2)2，4-硝基苯肼试验:加入尿液产生黄色混浊沉淀则为阳性。
(3)尿检易受其他因素影响，稳定性差，假阳性率高，易造成漏诊，只作为参考。
4.荧光光度测定法
利用此方法可以定量测定苯丙氨酸。
5.氨基酸层析法
可用手指或足跟血的一种较简单的苯丙氨酸定量方法。
6.氨基酸分析法
采用氨基酸分析仪进行血氨基酸自动分析的一种定量方法。可以根据苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸定量以及支链与芳香族氨基酸的比例，对氨基酸代谢病进行鉴别诊断。氨基酸分析法在区分苯丙酮尿症类型及高苯丙氨酸血症鉴别上有很重要意义。
7.苯丙氨酸耐量试验
口服苯丙氨酸100mg/kg,1-4小时后查血中苯丙氨酸,如含量增高,而酪氨酸含量降低可确诊。
8.脑电图(EEG)检查
主要呈现棘慢波，偶见高波幅节律紊乱。随年龄增长，EEG异常表现逐渐增多，至12岁后EEG异常才逐渐减少。
9..X线检查
孕妇在怀孕期间检查可见小头畸形。
10.CT和MRI检查
可发现弥漫性脑皮质萎缩等非特异性改变。
