近紅外活體成像系統是在不損傷動物的前提下對其進行長期縱向研究的技術之一。成像技術可以提供的數據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；圖像數據信號為樣本位置依賴性的，如可見光成像中的生物發光、熒光、多光子顯微鏡技術屬于相對定量范疇，但可以通過嚴格設計實驗來定量。其中可見光成像和核素成像特別適合研究分子、代謝和生理學事件，稱為功能成像；超聲成像和CT則適合于解剖學成像，稱為結構成像，MRI介于兩者之間。

 

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

 

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

 

　　利用近紅外活體成像系統，我們在轉基因小鼠體內觀察到了神經遞質傳遞、大腦形成早期神經嵴細胞分化的血管周細胞、視網膜發育過程中的細胞自噬、腺病毒遞送以及胎盤熒光化學藥物轉運等。通過與子宮內電轉技術結合在大腦中標記特定細胞，觀察了細胞分裂及遷移。在同一人鼠嵌合體中追蹤了人神經嵴細胞和鼠神經嵴細胞的嵌合差異。

 

　　通過構建人鼠嵌合體，還可以對人類干細胞及前體細胞進行研究。