活体成像技术（optical in vivo imaging）目前主要采用生物发光（bioluminescence）与荧光（fluorescence）两种技术，生物发光法是基于萤光素酶能催化底物化学发光的原理，将体外能稳定表达萤光素酶的细胞株植入动物体内，与后期注射入体内的底物发生反应，利用光学系统检测光强度，间接反映出细胞数量的变化或细胞的定位。这项技术已被广泛应用于多个领域，最常用的有肿liu或疾病动物模型的建立，并可用于病毒学研究、siRNA研究、干细胞研究、蛋白质相互作用研究等。
D-Luciferin是萤光素酶（Luciferase）的常用底物，普遍用于整个生物技术领域，特别是体内活体成像技术。在ATP和萤光素酶的作用下，萤光素能够被氧化，并且在560 nm检测到其化学发光。Luciferin由luc基因编码，该基因作为报告基因在多种细胞中存在。由于化学发光的低背景性，luc基因在很低的表达水平下就可以被监测到。此外，萤光素/萤光素酶被用来测量10-15摩尔量的ATP。