一、技术原理
活体动物体内光学成像主要采用生物发光与荧光两种技术：
1.生物发光成像：利用荧光素酶基因（Luciferase）标记细胞或DNA，通过基因表达产生的蛋白酶与相应底物发生化学反应产生光信号。这种光信号是动物体内的自发光，不需要激发光源，可通过高灵敏度的CCD相机直接捕捉。
2.荧光成像：采用荧光报告基团（如GFP、RFP、Cy5、Cy7等）或荧光素及量子点进行标记，通过外界激发光源激发荧光基团到达高能量状态，而后产生发射光。
二、技术特点
1.高灵敏度：随着更高量子效率CCD的问世，活体动物体内光学成像技术具有越来越高的灵敏度，对肿瘤微小转移灶的检测灵敏度极高。
2.无放射性损害：该技术不涉及放射性物质和方法，非常安全。
3.直观性强：所得结果直观，易于分析。
4.操作简便：相比传统实验方法，活体动物体内光学成像技术操作简便，不需要在不同时间点宰杀实验动物以获得数据。
三、应用领域
活体动物体内光学成像技术广泛应用于生命科学、医学研究及药物开发等领域，具体包括：
1.监测疾病的发生发展及治疗：如癌症、免疫性疾病、感染性疾病、代谢性疾病、心血管疾病、神经疾病等。
2.监测细胞动态变化：如干细胞、免疫细胞的存活、分布、迁移、靶向等。
3.探究疾病分子机制：如基因与疾病关系、疾病信号通路、细胞因子作用等。
四、实验步骤
以生物发光成像为例，实验步骤通常包括：
1.细胞标记：用荧光素酶基因标记肿瘤细胞等目标细胞。
2.筛选阳性克隆：通过筛选获得稳定表达荧光素酶的细胞克隆。
3.体内实验：将标记的细胞注射到实验动物体内。
4.注射底物：在成像前注射荧光素底物，激发荧光素酶产生光信号。
5.成像：使用高灵敏度的CCD相机捕捉光信号，形成图像。
五、注意事项
1.动物选择：尽可能使用无毛、白化或Hr突变的动物品系，以减少毛发对光信号的干扰。如果动物模型的遗传背景或免疫能力状况不允许，可以在成像前做脱毛处理。
2.饮食控制：在荧光成像中，如果动物的饮食中含有富含叶绿素的植物苜蓿，动物肠道就会产生NIR自发荧光。为了避免这种干扰，建议在成像前一周开始给动物喂食不含苜蓿的饮食。
3.动物体位：实验动物体内的光学信号会被组织干扰从而发生衰减。为了达到最大的模型灵敏度，请确定能够发出最高信号强度的动物体位和方向。
4.成像条件优化：通过调整像素合并、曝光时间等参数来优化图像的信噪比（SNR）。
六、发展趋势
随着技术的不断进步和完善，活体动物体内光学成像技术将在更多领域发挥重要作用。例如，多模态小动物活体光学成像系统已具备高灵敏度的生物发光及荧光二维、三维成像功能，并可与CT、MRI、PET/SPECT等其他分子影像系统联用，实现更全面的生物学信息获取。
