细胞示踪技术对于研究细胞的起源，了解组织器官发育及探究疾病的发生机制等都至关重要。细胞示踪技术最早起源于20世纪初期，经过研究者多年努力，现在通过不同的标记物和不同的成像手段对细胞活动进行观察。
根据标记物的的种类可以分为外源性标记物和内源性标记物。外源性标记物通常按照简单的孵化而导入细胞，包括：荧光染料成像和量子点成像在示踪标记物的应用方面，内源性遗传标记发生于基因水平，能够克服传统标记物的局限和缺点。在追踪手段上，借助光学显微镜，可在活体内对细胞进行追踪和观察。内源性标记物通常是具有生物活性的蛋白质，主要包括荧光素酶、荧光蛋白及β-半乳糖苷酶。
荧光素酶基因导入细胞后，能表达荧光素酶，通过注射底物就可以观察被标记细胞的发光现象，实现细胞示踪。荧光蛋白由于荧光信号强，便于观察追踪，已经广泛用于细胞示踪研究。内源性标记的活体示踪相比外源性标记示踪更能阐明细胞在体内真实的分化发育及迁移情况。与荧光素酶放光方式不同，荧光蛋白发光不需要注射底物，其发光原理是较高能量的激发光能使其蛋白构象发生改变而产生荧光。最常见的荧光蛋白有绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白。
以上内源性标记物与传统的细胞标记物最大的区别在于它不会向临近细胞污染扩散，能够稳定的表达，并且随着细胞的分裂，标记也会遗传给子代细胞。运用病毒转导是将外源基因整合入目的细胞是一种普遍使用的方式。
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不同的标记适用的实验
LUC常用于细胞标记后小动物细胞移植活体成像追踪，从而评估移植后细胞的归巢以及治疗效果等。
GFP，RFP能稳定在后代遗传，它在定量或其他实验中慢慢取代了传统的化学染料。更多地，荧光蛋白被改造成了不同的新工具，广泛被用于超分辨显微镜成像。