背景原理
小動物活體成像1999年，美國哈佛大學Weissleder等人提出了分子影像學（molecular imaging）的概念——套用影像學方法，對活體狀態下的生物過程進行細胞和分子水平的定性和定量研究 。
傳統成像大多依賴於肉眼可見的身體、生理和代謝過程在疾病狀態下的變化，而不是了解疾病的特異性分子事件；分子成像則是利用特異性分子探針追蹤靶目標並成像。這種從非特異性成像到特異性成像的變化，為疾病生物學、疾病早期檢測、定性、評估和治療帶來了重大的影響。
分子成像技術使活體動物體內成像成為可能，它的出現，歸功於分子生物學和細胞生物學的發展、轉基因動物模型的使用、新的成像藥物的運用、高特異性的探針、小動物成像設備的發展等諸多因素。分子成像技術可用於——研究觀測特異性細胞、基因和分子的表達或互作過程，同時檢測多種分子事件，追蹤靶細胞，藥物和基因治療最最佳化，從分子和細胞水平對藥物療效進行成像，從分子病理水平評估疾病發展過程，對同一個動物或病人進行時間、環境、發展和治療影響跟蹤。
成像優點
轉基因老鼠分子成像和傳統的體外成像或細胞培養相比有著明顯優點。首先，分子成像能夠反映細胞或基因表達的空間和時間分布，從而了解活體動物體內的相關生物學過程、特異性基因功能和相互作用。第二，由於可以對同一個研究個體進行長時間反覆跟蹤成像，既可以進步數據的可比性，避免個體差異對試驗結果的可影響，又不需要殺死模式動物，節省了大筆科研用度。第三，尤其在藥物開發方面，分子成像更是具有劃時代的意義。根據統計結果，由於進進臨床研究的藥物中大部分由於安全題目而終止，導致了在臨床研究中大量的資金浪費，而分子成像技術的問世，為解決這一困難提供了廣闊的空間，將使藥物在臨床前研究中通過利用分子成像的方法，獲得更具體的分子或基因述水平的數據，這是用傳統的方法無法了解的領域，所以分子成像將對新藥研究的模式帶來革命性變革。其次，在轉基因動物、動物基因打靶或製藥研究過程中，分子成像能對動物的性狀進行跟蹤檢測，對表型進行直接觀測和（定量）分析。
套用領域
癌症與抗癌藥物研究 ，免疫學與幹細胞研究 ，細胞凋零 ，病理機制及病毒研究 ，基因表達和蛋白質之間相互作用 ，轉基因動物模型構建 ，藥效評估 ，藥物甄選與預臨床檢驗 ，藥物配方與劑量管理 ，腫瘤學套用 ，生物光子學檢測 ，食品監督與環境監督等。
