多模态跨尺度生物医学成像设施通过国家验收

2025年3月21日，我国首个生物医学成像领域综合型大科学装置——多模态跨尺度生物医学成像设施在北京怀柔科学城通过国家验收。

该装置由北京大学与中国科学院生物物理研究所共同推动，并联合哈尔滨工业大学、中国科学技术大学等多家单位进行建设。其核心装置包括多模态医学成像装置、多模态活体细胞成像装置、多模态高分辨分子成像装置及全尺度图像数据整合系统，可对生命体从分子到器官的结构与功能进行跨尺度可视化观测与精确测量。

从人体的米级尺度到细胞的微米尺度，再到分子的纳米尺度，借助该成像设施，科研工作可以跨越9个数量级，全景式揭示基因表达、生物大分子构象、细胞信号、组织代谢及功能网络的时空动态和内在联系。

在成像设施内，多模态结构光超分辨活细胞成像设备就是典型代表之一。“传统的光学显微镜的放大倍率约为1000倍，对应着大约200纳米的尺度，但这无法看清细胞内溶酶体、微管蛋白等亚细胞结构。”中国科学院生物物理研究所研究员李栋表示，这台自主研发的设备就在成像分辨率上实现了突破，下探至60至100纳米的尺度，能在活细胞中观察亚细胞结构的动态变化过程。经过5年的持续攻关，科研团队已经完成了这台设备的工程化，在全国多地部署了30余台（套），为更多的研究者提供性能优异的观测工具。

3月20日，北京大学任秋实教授（左）在介绍一款多模态医学成像装置

“生命科学已经进入了大科学时代，这里将诞生写进教科书的大发现、大成果。”北京大学国家生物医学成像科学中心主任、成像设施首席科学家程和平院士表示，目前成像设施已吸引29项数字生命重大项目建议书，未来将围绕脑科学、肿瘤诊疗等国家战略方向开展系统性攻关。后续，成像设施将实行开放、流动、择优的机制，面向全国开放共享，还将与美国、欧盟等地生物医学成像平台建立国际联盟。