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活细胞成像(live cell imaging)统称为捕捉活的、活动状态的细胞图像的技术，这些细胞图像可以是单个静态图像，也可以是延时系列图像。相应地，活细胞成像的应用可以分为两大类: 1.细胞在自然状态下的图象记录 2.实时观察和记录细胞、组织或整个生物体的动态过程 活细胞成像在生命科学研究中的应用一直在上升，这在很大程度上是由于荧光标记技术、电子技术、数据处理和光学方面的技术进步。20世纪60年代早期绿色荧光蛋白的发现和20世纪90年代以来其许多衍生物的广泛使用标志着显微镜新时代的开始。荧光蛋白的使用，无论是单独使用还是在产生融合型荧光蛋白后使用，都使细胞和细胞成分的监测成为可能，可用的蛋白质和酶靶的数量不断增加。 正如前面所提到的，活细胞成像的第二个也是更明显的优势是，它能够记录细胞、组织或整个生物体发生的动态过程。从细胞分裂到细胞在培养物和有机切片中的迁移，到细胞器的运动和转换，到钙成像，大量的过程可以被实时可视化和记录。荧光标记标记特定的细胞器，其光谱行为的变化与细胞和细胞器内的化学变化相对应的标记为我们提供了前所未有的细胞工作的洞察力。 线虫胚胎后发育的活体荧光显微成像图 要使活细胞成像技术成功，并导致尽可能准确地反映活细胞状态，需要满足许多条件。 适当的细胞培养基(包括缓冲液和生长血清)、适当的培养血管和无菌技术。恒定温度37°C。 为了中和代谢产物引起的酸化，保持pH 7.4，使用碳酸氢盐(HCO3 -)和溶解二氧化碳(CO2)缓冲系统。如果没有可用的CO2，也可以使用含有10-20 mM HEPES的缓冲液。苯酚红是一种常用的pH值监测方法。培养容器的选择也很重要，细胞通常在塑料上生长得更好，但玻璃能提供更高的高倍光学质量。另一方面，玻璃通常需要涂层，如多聚赖氨酸或聚鸟氨酸。细菌污染总是一个问题，所以使用抗生素是常见的，如果某一特定方案要求避免使用抗生素，那么在准备和维持培养过程就要更加小心谨慎。 利用荧光成像可能由于光毒性而对细胞的稳态产生潜在的有害影响，光毒性可能来自不同的来源。细胞内的有机分子，如卟啉、黄素等，在与氧反应时会吸收光并发生降解，从而释放活性氧，如超氧化物自由基、羟基自由基、过氧化氢等，这些都会引起细胞损伤。荧光染料本身也能产生自由基，因为它们在激发态时能与氧反应。通过实施一些简单而有效的措施可以避免光毒性。 a. 使用具有较低能量(较长的波长)激发光谱的荧光团; b. 使用尽可能低的光强和尽可能短的激发持续时间; c. 尽可能降低帧速率，尤其是在长时间的实验中。 在观察变化的活动时，研究者需要确保图像帧速率适合于跟踪这些事件。帧速率过低意味着时间分辨率的损失和记录文件中感兴趣的进程的糟糕表示。另一方面，帧速率过高会增加光毒性的风险，导致产生更大的文件。但是，如果要记录的活动速度非常快，以至于所需的帧速率导致了光毒性，在这种情况下，提高相机的灵敏度，在较低的激发光强和较低的增益下，利用所需的帧频达到满意的效果是非常有帮助的。 使用活细胞成像方法可以研究许多生物学问题，一些特定的成像系统也可以用来观测活体动物中的分子。如下表常见的应用及其对应的显微成像方法。
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