生物分子的活体成像对于理解基础生物学过程至关重要，其原因不言而喻：要充分理解一个动态的生物学过程，动态地观察参与此过程的生物分子在细胞中的分布、转移和代谢必不可少。为此，生物学家采用了多种显微成像技术，其中荧光显微镜最为常用。通过荧光显微镜，生物学家可以观察到自发发射荧光的生物分子。荧光标记探针和绿色荧光蛋白的发现和改良有望实现选择性地标记和观察某个生物大分子。然而，仍然有一些很重要的生物分子通过荧光显微镜无法观察到。这些分子通常没有自发荧光，分子量比荧光探针小，因此无法在标记的同时生物活性不受影响，该类生物分子的成像成为长久无法攻克的难题。成像技术的瓶颈也限制了这些分子相关的生物过程和功能的认识，血红素（heme）是其中之一。

血红素及其代谢物广泛分布于生物体中，参与很多重要的生化反应，如细胞呼吸过程的电子传递、细胞信号转导和氧气运输等。因此，血红素对生物体的正常功能起到了至关重要的作用。然而，血红素成像技术的限制导致我们对这种重要的生物分子在细胞里的分布和转运，尤其在一些生物过程中调控的认识严重缺失。