近紅外活體成像系統(tǒng)是在不損傷動物的前提下對其進(jìn)行長期縱向研究的技術(shù)之一。成像技術(shù)可以提供的數(shù)據(jù)有絕對定量和相對定量兩種。在樣本中位置而改變，這類技術(shù)提供的為絕對定量信息，如CT、MRI和PET提供的為絕對定量信息；圖像數(shù)據(jù)信號為樣本位置依賴性的，如可見光成像中的生物發(fā)光、熒光、多光子顯微鏡技術(shù)屬于相對定量范疇，但可以通過嚴(yán)格設(shè)計實驗來定量。其中可見光成像和核素成像特別適合研究分子、代謝和生理學(xué)事件，稱為功能成像；超聲成像和CT則適合于解剖學(xué)成像，稱為結(jié)構(gòu)成像，MRI介于兩者之間。

 

　　體內(nèi)可見光成像包括生物發(fā)光與熒光兩種技術(shù)。生物發(fā)光是用熒光素酶基因標(biāo)記DNA，利用其產(chǎn)生的蛋白酶與相應(yīng)底物發(fā)生生化反應(yīng)產(chǎn)生生物體內(nèi)的光信號；而熒光技術(shù)則采用熒光報告基因（GFP、RFP）或熒光染料（包括熒光量子點）等新型納米標(biāo)記材料進(jìn)行標(biāo)記，利用報告基因產(chǎn)生的生物發(fā)光、熒光蛋白質(zhì)或染料產(chǎn)生的熒光就可以形成體內(nèi)的生物光源。前者是動物體內(nèi)的自發(fā)熒光，不需要激發(fā)光源，而后者則需要外界激發(fā)光源的激發(fā)。

 

　　哺乳動物胚胎發(fā)育是一個動態(tài)復(fù)雜的過程，既往研究方法包括組織染色、超聲、OCT（光學(xué)相干斷層成像）、MRI（磁共振成像）等，但是均不能在細(xì)胞水平上觀察胚胎發(fā)育的動態(tài)過程。

 

　　利用近紅外活體成像系統(tǒng)，我們在轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)觀察到了神經(jīng)遞質(zhì)傳遞、大腦形成早期神經(jīng)嵴細(xì)胞分化的血管周細(xì)胞、視網(wǎng)膜發(fā)育過程中的細(xì)胞自噬、腺病毒遞送以及胎盤熒光化學(xué)藥物轉(zhuǎn)運等。通過與子宮內(nèi)電轉(zhuǎn)技術(shù)結(jié)合在大腦中標(biāo)記特定細(xì)胞，觀察了細(xì)胞分裂及遷移。在同一人鼠嵌合體中追蹤了人神經(jīng)嵴細(xì)胞和鼠神經(jīng)嵴細(xì)胞的嵌合差異。

 

　　通過構(gòu)建人鼠嵌合體，還可以對人類干細(xì)胞及前體細(xì)胞進(jìn)行研究。