PET स्कैनिंग में प्रयोग किए जाने वाले रेडिओन्युक्लिआइड आम तौर पर अर्ध-जीवन वाले आइसोटोप हैं, जैसे कार्बन-11 (~20 मिनट), नाइट्रोजन-13 (~10 मिनट), ऑक्सीजन-15 (~2 मिनट) और फ्लोरीन-18 (~110 मिनट)। ये रेडिओन्युक्लिआइड या तो उन यौगिकों में शामिल होते हैं जिनका प्रयोग सामान्य रूप से शरीर करता है जैसे ग्लूकोज़ (ग्लूकोज़ सदृश अन्य), जल या अमोनिया, या फिर उन अणुओं में शामिल होते हैं जो रिसेप्टर या दवा की कार्रवाई की अन्य साइटों से आबद्ध होते हैं। इस तरह के लेबलकृत यौगिक, रेडियोअनुरेखक के रूप में जाने जाते हैं। यह पहचानना महत्वपूर्ण है कि PET तकनीक का प्रयोग जीवित मानव में (और कई अन्य प्रजातियों में भी) किसी भी यौगिक के जीवविज्ञानिक पथ की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, बशर्ते उसे PET आइसोटोप से रेडियोलेबल किया गया हो। इस प्रकार वे विशिष्ट प्रक्रियाएं जिन्हें PET के साथ जांचा जा सकता है, लगभग असीम हैं और नए लक्ष्यित अणुओं और प्रक्रियाओं के लिए रेडियोअनुरेखक को सभी समय संश्लेषित किया जाता है; इस लेख के लिखने तक दर्जनों का उपयोग नैदानिक रूप से किया जा रहा है और सैकड़ों का अनुसंधान में. वर्तमान में, हालांकि, अब तक नैदानिक PET स्कैनिंग में आमतौर पर सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला न्युक्लिड है FDG के रूप में फ्लोरीन-18. 

अधिकांश रेडियोआइसोटोप के अर्ध-जीवन के कारण, रेडियोअनुरेखक का उत्पादन उन एक साइक्लोट्रॉन और रेडियोरसायन प्रयोगशाला के उपयोग से किया जाना चाहिए जो PET इमेजिंग सुविधा के निकट हैं। फ्लोरीन-18 का अर्ध-जीवन इतना लंबा होता है कि फ्लोरीन-18 लेबल वाले रेडियोअनुरेखक को साईट से दूरस्थ स्थान पर व्यावसायिक रूप से निर्मित किया जा सकता है।

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रेडिओन्युक्लिआइड
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