近几十年来，腺苷三磷酸(ATP)生物发光技术得到了很大的发展，已经在细胞增殖、细胞毒性和生物量计数等方面广泛应用。 在食品卫生领域由于ATP生物发光技术无需培养过程，操作简便、灵敏度高，数分钟内可得到结果，具有其它微生物检测方法无法比拟的优势，是目前检测微生物zui快的方法。

荧光素是zui受欢迎的多功能生物荧光底物之一。在萤火虫和几种其它甲虫中发现了萤火虫荧光酶/荧光素。通过中间体dioxetanone介导作用，荧光素酶氧化ATP激活的荧光素。萤火虫荧光素酶在ATP的辅助下氧化荧光素产生荧光。

这个反应发生的几秒内在560nm处的化学荧光达到zui高峰，当荧光素和ATP都超量存在的条件下，发射光与荧光素酶的活性成比例关系。萤火虫荧光素酶很早以前就用于与抗体结合形成偶联物，作为免疫分析中用荧光素作为底物进行检测的标签。

与HRP和碱性磷酸酶相比，荧光素酶不耐化学修饰。这个酶的一个特殊的优点是，除了高灵敏度外，在哺乳动物组织中内源性荧光素酶的活性很低。

荧光素酶另一个重要的作用是用于卫生监测。荧光素酶/荧光素系统可用于检测污染，因为产生荧光所需的ATP存在于所以活体生物中。这种类型的ATP生物荧光特性足以保证对食品表面的检测，无论是在加工制作工程中设备的污染还是产品的污染都能检出。

D-荧光素（D-Luciferin）是荧光素酶（Luciferase）的常用底物，普遍应用于整个生物技术领域，尤其是体内活体成像技术。其作用机制是在ATP和荧光素酶的作用下，荧光素（底物）能够被氧化发光。当荧光素过量时，产生的光量子数与荧光素酶的浓度呈正相关性。