Fluoresoiva väriaine, jota käytetään yleisesti onkologisissa kuvantamismenetelmissä epänormaalin kasvun korostamiseksi, tunnetaan kuvantamisaineena. Erilaiset syövän kuvantamisaineet on suunniteltu kohdistamaan kasvaimiin pahanlaatuisen massan epätavallisten kasvumallien ja metabolisten tarpeiden perusteella. Jotkut aineet eivät ainoastaan erota terveitä ja syöpäsoluja, vaan myös erityyppisiä syöpiä. Käyttämällä kuvantamisainetta onkologit voivat tehdä diagnooseja, seurata hoito -ohjelmia ja arvioida etäpesäkkeiden laajuutta.
Potilaat saavat usein radiofarmaseuttista kuvantamisainetta ennen tietokonetomografiaa (CT), magneettikuvausta (MRI) tai positroniemissiotomografiaa (PET). Radiologian teknikot antavat ainetta suun kautta, suonensisäisesti tai peräruiskeen kautta. Visualisoitavasta kehon osasta tai rakenteesta riippuen potilaat voivat myös saada kuvantamisainetta valtimon tai tietyn kehon ontelon kautta. Aineet poistuvat tyypillisesti munuaisten kautta virtsaan tai ulosteen jätteen evakuoinnin yhteydessä. Potilaat saavat yleensä toimenpiteen jälkeisiä ohjeita, joissa ehdotetaan nesteen saannin lisäämistä eliminointiprosessin nopeuttamiseksi.
Varhaiset kuvantamisaineet eivät vain kohdenneet ja korostaneet kasvaimia, vaan siirtyivät massasta soluvaurion tai kuoleman jälkeen. Kuvantamisaine jatkoi fluoresoimistaan valaisten jälkeä muille alueille. Tutkijat keksivät erilaisia yhdisteitä, jotka loistavat vain elävässä solussa ollessaan ja jotka pysähtyvät, kun ne poistuvat kuolleista tai kuolevista soluista. Yksi näistä myöhemmistä formulaatioista sisältää booridipyrrometeeniä, jota usein kutsutaan BODIPY: ksi ja joka fluoresoi vain elävien solujen sisällä. Tutkijat muuttivat edelleen ainetta kiinnittämällä tiettyjä molekyylejä, joiden tarkoituksena oli kohdistaa tiettyihin kasvaimiin, jolloin BODIPY pystyi valaisemaan rintasyöpiä (ihmisen epidermaalisen kasvutekijäreseptorin2) HER-2-proteiinilla.
Onkologit käyttävät usein kuvantamisainetta, joka tunnetaan nimellä 18F-fluorodeoksiglukoosi (18F FDG) pahanlaatuisen massan havaitsemiseen. Kasvainsolut kasvavat ja lisääntyvät nopeammin kuin normaalit kudokset, mikä tarkoittaa, että niillä on suurempi ravinnonkulutus. Yhdiste 18F FDG sisältää sokerimolekyylin, jonka kasvainsolut imevät nopeasti ravitsemustarpeiden tyydyttämiseksi. Fluoresoiva yhdiste ei kuitenkaan valaise tehokkaasti pahanlaatuista solukasvua luukudoksessa. Sen sijaan natriumfluoridi-18: ta (18 NaF) käytetään valaistuksen tuottamiseen luukudoksessa, ja onkologit usein yhdistävät tämän aineen 18F FDG: n kanssa tuumorien esiintymisen havaitsemiseksi pehmeissä ja luukudoksissa.
Fluoresoivia yhdisteitä voidaan käyttää myös kasvaimen kasvun seurantaan analysoimalla verisuonirakenteiden kehitystä pahanlaatuisessa kudoksessa ja sen ympäristössä. Käyttämällä verisuonten endoteelikasvutekijää (VEGF), joka on kaikille pahanlaatuisille kudoksille yhteinen proteiini, lääkärit seuraavat kasvaimen luomien verisuonten kehitystä. Radiologit voivat myös käyttää tiettyjä yhdisteitä syöpien tunnistamiseen ja hoidon määrittämiseen. Kuvantamisaine 18F-fluoromisonidatsoli (FMISO) tunnistaa kudokset, joiden happipitoisuus on alentunut. Näillä syövillä on yleensä huono vaste kemoterapiaan tai säteilyyn.