體內熒光成像技術利用一架靈敏的照相機，檢測活的整體小動物熒光團的熒光發射，從而獲得清晰的圖像。為了克服活組織的光子衰減，通常優先選取近紅外區(NIR)的長波發射熒光團，包括廣泛應用的小分子靛炭菁染料。NIR探針的數目最近隨著有機、無機和生物熒光納米顆粒的采用而不斷增加。在體內熒光成像領域，成像策略和報道基因技術方面的最新進展包括一些改善探針特異性和親和性的新技術以及調制和放大高靈敏靶點區域信號的新方法。其他方面的進展還包括旨在獲得高分辨率、多峰形性和基于熒光壽命的體內熒光成像技術，等等。
導言
體內熒光成像技術類似于熒光顯微鏡，它們都使用一架低光度照相機和適當的濾光片，用以收集樣品的熒光發射光。兩者的不同點在于，前者是在一個肉眼可見的水平上進行操作，成像的對象是整體的小動物，而不是培養皿或載片上的細胞，由于延伸到體內環境，便可以從整體上展示完整的自然狀態下的生物。但是，體內熒光成像至少在兩個方面遭遇到技術上的挑戰。首先，厚而不透明的動物組織可以吸收或者衍射光子，產生強烈的自體熒光，所有這些都會使信號收集和測量變得模糊不清。其次，復雜的體內環境需要額外的造影劑或成像探針，而且這種造影劑或探針一旦分布于生物體內，必須具備生物穩定性，并且最好能優先累積于待測的靶點部位，產生此靶點特異的成像造影。
在描述組織光子傳播的數學模式以及在探照和檢測的儀器方面，過去已經取得明顯進展，提高了組織定量熒光成像的性能，對此已有評述。所以，本文無意對體內成像技術所有方面作詳盡的討論，只想重點討論成像探針化學和報道基因技術方面的最新進展。
熒光成像探針
在近紅外區域(NIR，即700~1000
nm）具有光吸收的分子，可以有效地用于顯示和調查體內分子靶點，因為大多數組織很少會產生NIR熒光。最常用的有機NIR熒光團是聚甲炔類化合物，其中戊甲炔-和庚甲炔青色素，包括苯并、苯并噻唑、吲哚基、2-喹啉或4-喹啉等，最為有效。最近有兩篇綜述對它們的物理性質、生物分布、藥物動力學和在體內熒光成像中的應用等進行了總結。
有一種新類型的體內熒光成像探針正在脫穎而出，這就是半導體納米晶體或量子點。典型的量子點(QDs)有一個直徑為2~8
nm的核/殼結構，熒光發射強度依賴于直徑的大小。QDs對于體內光學成像來說有著得天獨厚的光學特點，這就是吸收性高、量子產量高、發射譜帶窄、斯托克司頻移大以及光褪色抗性強等。能夠發射不同波長光譜的QDs可以為單一波長所激發，因此對于在一個實驗中檢測多靶點來說頗為適合。最近已有數篇綜述對
QDs的合成、生物結合的化學、光學特性以及在體內成像中的應用進行了總結。設計熒光成像探針的一般策略可以粗略地分為非定靶探針與定靶探針兩類。定靶探針又可細分為活性探針和可激活探針兩組。
非定靶探針
吲哚花青綠是一種非定靶NIR探針，目前在臨床上多用于測試血流和血液清潔度。此外，
QDs也用作非定靶探針，而且業已表明它們是頗為有用的造影劑，在成年大白鼠脈管系統成像實驗中就是如此。根據這一思路，Kim等制備了II型QDs，它們具有新奇的核/殼結構（即大多數電子囿于殼上，而在核中卻呈空洞），在850
nm處有較寬的發射譜帶，它們已成功地用于小白鼠和豬的防御淋巴結的成像實驗。
活性定靶探針
改善靶點部位造影劑積累的通用而簡單的方法，是將熒光色素同能結合某一特異分子靶點（活性探針）的配體相耦合。該探針能結合到并停留在靶點部位，而非結合的探針則在循環中被清除。這種方法對于腫瘤的成像最為有用，因為癌癥往往使得某些表面受體超表達。
配體可以是小分子、多肽、蛋白質和抗體。例如Tung等利用葉酸受體在被激活的、非靜止的滑膜巨噬細胞上的表達，合成了一種葉酸-NIR熒光色素耦合體(NIR2-folate)，用于與結締組織炎癥有關的活化巨噬細胞的成像實驗。NIR熒光色素也用于成鼠腫瘤的體內成像實驗，在此例中，對內皮細胞增生有高度特異性的血管內皮抑素（endostatin，一種血管生成內源抑制劑）被標記。另一個例子是膜聯蛋白(Annexin
V)，科學家用花青素染料對它進行標記，以便攝制凋亡細胞中磷酰絲氨酸的影像。用活性探針對活動物造骨活動的熒光成像實驗也取得成功，此探針是四磺酸庚次甲基吲哚花青素，它與結合了羥基磷灰石的配體帕米膦酸鹽相耦合。報道表明，在體內腫瘤成像中，花青素染料和QDs同單克隆抗體和單鏈抗體部分都可以耦合在一起。