亦稱同位元素。同一種元素，即有相同的原子序數，而質量數不同的原子或原子核互相稱為同位素。因其化學行為幾乎相同，所以作為示綜物被廣泛地應用于闡明生命現象。穩定同位素的代表者有2H（D）、15N、18O等，放射性同位素的代表者有3H（T）、14C、24Na、32P、35S、42K、39Fe、131I等。因同位素的質量數不同，所以其物理性質（也包括部分化學性質）也略有差異，這是示蹤物利用方面的問題之一，但相反地，它卻是分析生命現象的有效手段。觀察的生物學效應包括酶反應機制分析方面的同位素效應；測定酶活性以及酶與基質結合反應分析方面的輻射能交換反應；將放射性同位素作為微射線源摻入細胞內的特定結構或成分的內部照射實驗的輻射線效應；將帶32P的DNA摻入生物體內（病毒、細胞等）放置起來，隨著衰變，DNA鏈被切斷，觀察生物學效應而被用于所謂“自殺實驗”。氚（tritium，3H或T）是質量數為3的氫的放射性同位素，半衰期約為12年，β衰變。在大氣上層，由宇宙線引起核反應而產生氚，它在大氣或雨水中的濃度為0.1—10TU（1TU TH=10－18），有時是從原子爆炸或原子爐中散放到環境中。作為氫的示蹤物，特別是靠電子顯微鏡放射自顯影，可在細胞核或染色體的水平上，也可在生物大分子DNA的水平上，去發現結構與功能的關系。細胞內水的運行和功能的研究方面也添加D2O，可期望在利用THO（氚水平的水）方面會有新進展。
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