小動物活體成像 主要采用生物發光（bioluminescence）與熒光（fluorescence）兩種技術。生物發光是用熒光素酶（Luciferase）基因標記細胞或DNA，而熒光技術則采用熒光報告基團（GFP、RFP, Cyt及dyes等）進行標記。

技術應用（小鼠活體成像實驗）

通過活體動物體內成像系統，可以觀測到疾病或癌癥的發展進程以及藥物治療所產生的反應，并可用于病毒學研究、構建轉基因動物模型、siRNA研究、干細胞研究、蛋白質相互作用研究以及細胞體外檢測等領域。具體應用如下：

1.  標記細胞

（1）
癌癥與抗癌藥物研究

直接快速地測量各種癌癥模型中腫瘤的生長和轉移，并可對癌癥治療中癌細胞的變化進行實時觀測和評估。活體生物發光成像能夠無創傷地定量檢測小鼠整體的原位瘤、轉移瘤及自發瘤。

（2）
免疫學與干細胞研究

將熒光素酶標記的造血干細胞移植入脾及骨髓，可用于實時觀測活體動物體內干細胞造血過程的早期事件及動力學變化。有研究表明，應用帶有生物發光標記基因的小鼠淋巴細胞，檢測放射及化學藥物治療的效果，尋找在腫瘤骨髓轉移及抗腫瘤免疫治療中復雜的細胞機制。應用可見光活體成像 原理標記細胞，建立動物模型，可有效的針對同一組動物進行連續的觀察，節約動物樣品數，同時能更快捷地得到免疫系統中病原的轉移途徑及抗性蛋白表達的改變。

（3）
細胞凋亡

當熒光素酶與抑制多肽以融合蛋白形式在哺乳動物細胞中表達，產生的融合蛋白無熒光素酶活性，細胞不能發光，而當細胞發生凋亡時，活化的caspase-3在特異識別位點切割去掉抑制蛋白，恢復熒光素酶活性，產生發光現象，由此可用于觀察活體動物體內的細胞凋亡相關事件。

2.  標記病毒

（1）病毒侵染

以熒光素酶基因標記的HSV-1病毒為例，可觀察到HSV-1病毒對肝臟、肺、脾及淋巴結的侵和病毒從血液系統進入神經系統的過程。多種病毒，腺病毒，腺相關病毒，慢病毒，乙肝病毒等，已被熒光素酶標記，用于觀察病毒對機體的侵染過程。

（2）基因治療

基因治療包括在體內將一個或多個感興趣的基因及其產物安全而有效的傳遞到靶細胞。可應用熒光素酶基因作為報告基因用于載體的構建，觀察目的基因是否能夠在試驗動物體內持續高效和組織特異性表達。這種非侵入方式具有容易準備、低毒性及輕微免疫反應的優點。熒光素酶基因也可以插入脂質體包裹的DNA分子中, 用來觀察脂質體為載體的DNA運輸和基因治療情況。