כמילומינסנציה (כמי=כימי, לומינסנציה=פליטת אור) היא תהליך של פליטת אור על ידי תגובה כימית, כאשר חלק מהאנרגיה הכימית שאצורה בחומרים הופכת לאור. דוגמאות מפורסמות לכך הן גחליליות או מקלות תאורה כימיים ("סטיקלייטים"). במחקר זה פותח ויוצר חיישן כימי חדשני שיכול לפלוט אור גם בסביבה ביולוגית, כלומר בתאים חיים. החיישן צפוי לפתוח תחום חדש של דימות מחקרי ורפואי, ובין היתר לאפשר גילוי מוקדם ומדויק יותר של תאים סרטניים. הסביבה הביולוגית היא סביבה מימית, שכן כל התהליכים הביולוגיים מתקיימים במים, אלא שהמים סופגים את האנרגיה הנפלטת בתגובה הכימית ובכך מעמעמים את האור הנפלט. כדי להתגבר על ספיגת האור במים, נהוג להוסיף לתמיסה הכימית חומר דמוי-סבון שמרחיק את המים ממוקד פליטת האור ובכך מגביר את עוצמתו. פתרון זה ישים במערכות שאינן חיות, כמו בזירות פשע, אבל מן הסתם אינו אפשרי לשימוש בתאים חיים. כדי להתגבר על בעיה זו, ניתן לתכנן מחדש את המבנה האלקטרוני של המולקולות פולטות האור על ידי הוספת קבוצה פונקציונלית ייחודית למולקולה הכמילומינסנטית הקיימת. עיצוב זה יוצר חיישן כימי שהפעלתו יוצרת פי 3,000 יותר אור מקודמיו בסביבה מימית. חיישן כימי חזק פי 3,000 משנה את כללי המשחק. הוא הופך את הכמילומינסנציה לרלוונטית גם ברקמות חיות, כלומר במחקר ביולוגי וברפואה, עם יתרונות משמעותיים. כיום, כאשר מבצעים למשל דימות באור בעכבר במהלך מחקר ביולוגי, מכניסים לתוכו חומר פלואורסצנטי מסוים, ולאחר מכן מקרינים אור על העכבר ורואים מה נפלט חזרה. לתהליך זה מספר חסרונות, שכן האור המוקרן עשוי להתפזר ולגרום להפרעה במדידת האור הנפלט, וכן נדרש ציוד מיוחד לצורך הקרנת האור. בכמילומינסנציה החומר עצמו מייצר אור, כך שהבדיקה פשוטה ורגישה יותר. את החיישנים הכימיים ניתן להנדס כך שהמולקולות יופעלו ויפלטו אור כתוצאה ממגע עם אנזימים מוגדרים מראש. ניתן לבחור אלו תגובות כימיות יפרקו את הקשרים המולקולריים בחיישן וישחררו את אנרגיית האור. כך, למשל, ניתן יהיה להזריק את החיישן הכימי לחולים ולראות את התאים הסרטניים שלהם פולטים אור שמקורו בחיישן. בעתיד יהיה ניתן להשתמש בחיישנים הכמילומינסנטיים לאבחון רגיש ומדויק של סרטן, כולל גילוי של גרורות שקשה להבחין בהן בשיטות אבחון אחרות.