用¹¹C、¹³N、¹⁵O、¹⁸F标记的人体生理物质及其代谢产物进行PET显像，如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸、核酸、胆碱及各种受体等，可获得标记物在体内的分布、运转、排泄等情况，以及靶器官的浓聚速率、代谢率、氧利用率、血流灌注量等参数，从而为疾病的诊断、指导制定治疗方案、疗效的判断、预后估计以及基础研究提供依据。目前常用有以下几种：

     葡萄糖类：18F-FDG 

     氨基酸类：蛋氨酸

     核苷酸类：胸腺嘧啶、18F-FLT

     胆碱类： 11C-胆碱

     乏氧显像剂：18F-FIMSO等

       PET显像剂是一个极具发展潜力的领域。当前研究和应用的显像剂:

      ①代谢型显像剂包括糖代谢显像剂(2-18F-FDG),多巴胺局部代谢显像剂(6-18F-FDOPA),氨基酸代谢显像剂(11C-MET等),脂肪酸代谢显像剂(11C-PA等),核酸代谢显像剂11C-胸腺嘧啶和胆碱代谢显像剂(甲基-11C胆碱);

      ②结合型显像剂包括多巴胺系统结合型显像剂,5-羟色胺系统结合型显像剂(5-羟色胺转运蛋白显像剂,5-羟色胺受体显像剂),单胺氧化酶活性显像剂,肾上腺素能受体显像剂,乙酰胆碱能受体显像剂,阿片受体显像剂和雌激素受体显像剂;

      ③血流和血容量显像剂有15O标记的O2、H2O、CO、CO2、正丁醇、13NH3、62Cu-PTSM