La muestra se obtiene habitualmente con una muestra de sangre capilar obtenida mediante punción del talón del recién nacido impregnando un papel absorbente con un volumen estandarizado.

Anteriormente se carecía de métodos de cribado con la calidad necesaria para poder analizar de forma fiable pequeñas cantidades del metabolito diana.

Para la detección de la fenilcetonuria se requería que transcurriera un tiempo suficiente de aporte proteico para alcanzar unos niveles de fenilalanina suficientes para ser detectados. Hoy día existen métodos que permiten detectar niveles de fenilalanina bajos (2.5mg/dl) permitiendo realizar la detección defenilcetonuria a partir de las 48 horas de vida sin que el aporte proteico sea una condicionante a la hora de obtener la muestra. El cribado endocrino-metabólico neonatal debe aspirar a garantizar una cobertura del 100 %, lo que sólo puede conseguirse si la extracción se realiza antes del alta de la maternidad. Por ello, la Comisión de Errores Metabólicos congénitos de la Sociedad de Bioquímica Clínica y Patología Molecular recomienda la extracción de sangre del talón debe realizarse tan pronto como sea posible a partir de las 48 horas de vida. Para ello recomienda dos estrategias alternativas según los diversos condicionantes geográficos y de infraestructura de cada país.

Extracción única: a partir de las 48 horas, con alimentación proteica instaurada, ya sea por vía enteral o parenteral, se obtiene una sola muestra para la detección de hipotiroidismo, fenilcetonuria e hiperplasia suprarrenal congénita.

Extracción doble. La primera extracción se toma a partir de las 48 horas, antes del alta hospitalaria, para detección de hipotiroidismo e hiperplasia suprarrenal congénita y la segunda a partir del quinto día para la detección de fenilcetonuria.