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放射性核素及其标记化合物与相应的未标记化合物尽管具有相同的化学性质和生物学行为，但是它们的物理学性能却不同，放射性核素及其标记化合物可发出各种不同的射线，且能够被放射性探测仪器所测定或被感光材料所记录。放射性示踪剂在生物体系或外界环境的代谢过程中，由于放射性核素的原子核不断地衰变而放出具有一定特征性的射线，这些射线可以用放射性探测仪器探测出来，因而可以对标记的物质进行精确的定性、定量及定位的研究。放射性核素示踪剂在体内的生物学行为主要取决于被标记物，标记的放射性核素在整体示踪研究体系中主要起着示踪作用。