生命活动错综复杂，为有效获取生命活动信息，常采用标记技术将复杂生命体系中的微弱分子行为信息转换为潜在的可测量信号，以提高检测的灵敏度和特异性。1923年，G.C.de赫维西开始尝试利用放射性同位素标记技术研究生物体系中的化学反应过程，1943年他因在放射性同位素标记方面的先驱性工作而获得诺贝尔化学奖。1977年，R.耶洛则因放射免疫分析法而获诺贝尔生理学或医学奖。下村修^[注]、M.查尔菲^[注]和钱永健^[注]因发现并研究了绿色荧光蛋白标记技术而获得2008年诺贝尔化学奖。

　　生物标记技术的关键在于两方面：标记物和标记策略（或标记原理）。常用标记物有放射性同位素、磁性材料、荧光染料、荧光配合物、荧光蛋白、电活性分子、酶以及各种具有特殊性能的新型纳米材料等。其中，荧光标记物的研究尤为受重视。标记策略主要通过分子间相互作用染色、同位素交换、化学偶联、生物偶联、基因重组、化学标签标记、基于非天然氨基酸的生物正交反应标记等。

　　尽管生物标记技术已经取得了一系列突破性进展，但仍存在一些亟待解决的问题。例如，迫切需要对活的生物对象进行标记，如细胞、病毒、细菌等；对生命活动动态过程中的关键分子进行实时标记。面向这些研究的标记技术，要求达到快速、损伤小并能最大程度保持被标记对象的生物活性。否则，难以通过标记获取真实生命过程的生物/化学信息。同时，还要尽量减小因标记带来的对正常生命过程的影响。任何生物标记都会对生命过程有不同程度的干扰，包括被普遍接受的绿色荧光蛋白等标记技术。因此，必须考虑数据的校正。生命科学提出的挑战，始终是推动生物标记技术发展的动力。