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生物化學發光檢測是活體成像技術之一。生物化學發光法是基于熒光素酶能催化底物化學發光的原理，將體外能穩定表達熒光素酶的細胞株植入動物體內，與后期注射入體內的底物發生反應產生ATP，生成激發態的氧化熒光素，當回復至基態時多余的能量以光子形式釋放，再利用光學系統檢測光強度，間接反映出細胞數量的變化或細胞的定位。該技術已被廣泛應用于多個領域，例如腫瘤或疾病動物模型的建立，還可用于病毒學研究、siRNA研究、干細胞研究、蛋白質相互作用研究等。

常見的熒光素酶有兩種，分別是螢火蟲熒光素酶和海腎熒光素酶。前者底物使用D-熒光素(D-Luciferin)，后者底物使用腔腸素(Coelenterazine)。它們共同的作用原理是在ATP和熒光素酶的催化作用下，底物被氧化發光(不同底物光的顏色和波長不同)，當底物過量時，產生的光量子數與熒光素酶的濃度呈正相關性。