1936年，Frits Zernike所發明的位相差顯微鏡 (phase contrast microscope) 為擷取活體細胞影像奠定了最佳基礎；1938年，由Crarl Zeiss Jena繼續發展，形成一套實用的方法。Kurt Michel和Loss Kohler於1941年首創以位相差的方法呈現活細胞之染色體。位相差顯微鏡系統係利用對比的方式使影像呈現階段性的微小變化，透過這個發明，加速了細胞學和許多維持生命過程之複雜動力學的研究，活細胞的神秘面紗逐漸褪去，細胞內到底如何運作的謎團逐漸被解明。