具有高度反应力，而在正常生物环境中并不会以高浓度出现。若採用特别设计的不反应自由基分子，将之附着在生物细胞的特定位置，就有可能得到这些所谓“自旋标记”或“自旋探子”分子附近的环境。
理论.
讯号来源.电子的自旋为 formula_1 ，自旋投影量子数可以是 formula_2 或 formula_3 。在外加磁场强度为 formula_4 时，电子磁矩会顺向平行（formula_3）或反向平行 (formula_2) 于该磁场，两种情形具有的能量不同（见塞曼