多模態跨尺度生物醫學成像設施通過驗收

本報記者齊芳晉浩天

2025年03月24日08:00 | 來源：光明日報

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多模態跨尺度生物醫學成像設施日前在北京懷柔科學城通過國家驗收。該設施是“十三五”國家重大科技基礎設施建設項目，將為生命科學研究和重大疾病診治提供全尺度、多模態的成像技術支撐，助力全景式解析生命奧秘。

該設施於2019年5月經國家發展改革委批復，北京大學作為項目法人建設單位，中國科學院生物物理研究所作為共建單位，聯合哈爾濱工業大學、中國科學技術大學、中國科學院物理研究所、中國科學院高能物理研究所等單位共同承擔建設任務，總投資為17.17億元，建設用地100畝，新增建筑面積7.2萬平方米。其核心裝置包括多模態醫學成像裝置（裝置一）、多模態活體細胞成像裝置（裝置二）、多模態高分辨率分子成像裝置（裝置三）及全尺度圖像數據整合系統，可對生命體從分子到器官的結構與功能進行跨尺度可視化觀測與精確測量。

北京大學黨委副書記、副校長寧琦表示，自2023年試運行以來，相關建設單位攻克了多項核心技術難題。研究團隊利用高速高通量成像和AI技術，在國際上首次揭示哺乳動物中樞生物鐘的系統水平時間編碼機制﹔成功開發4Pi-SIM成像技術，首次在活細胞上實現三維各向同性100納米光學分辨率延時成像。“秉持開放共享理念，成像設施大型儀器設備逐步實現全天候開放，截至今年2月，累計服務機時超過1400萬小時，服務用戶超過1000人，涉及生命科學、醫學、材料學等多個領域。”

“成像設施將打通尺度壁壘，多層次、全景式揭示生命的奧秘。”北京大學國家生物醫學成像科學中心主任、成像設施首席科學家程和平院士說。設施已吸引29項數字生命重大項目建議書，未來將圍繞腦科學、腫瘤診療等方向開展系統性攻關。中國科學院生物物理所學術委員會主任、成像設施總工程師徐濤表示：“設施建設催生了一批自主研制的科學裝備，今后將繼續推進科研裝備的國產化進程。”

在設施建設和運行過程中，僅中國科學院生物物理所就研制出世界領先的冷凍光電關聯顯微鏡、納米分辨率單分子定位顯微鏡、活細胞超分辨成像顯微鏡等具有自主知識產權的儀器，並實現部分關鍵核心部件的國產替代。“成像設施的建成是我國生命科學研究充分利用學科交叉優勢的體現。”中國科學院生物物理所所長劉力指出。該所充分發揮多學科交叉融合的優勢，在建設過程中，發表了多篇關於生物顯微成像的方法學論文，部分成果還入選“中國生命科學十大進展”，有力支撐了設施裝備的自主研制。

據悉，成像設施將實行開放、流動、擇優的機制，面向全國開放共享，還將與國外的生物醫學成像平台建立國際聯盟。成像設施將為復雜生命科學問題和重大疾病的研究提供成像組學研究手段，全景式研究和解析生物醫學重大科學問題，推動生物醫學研究的范式變革﹔同時，將成為引領和帶動技術和方法創新的國家基地，與高校、科研院所、生物醫學成像相關企業等組建產業創新聯盟，打造生物醫學成像技術“產學研用”創新生態環境，為高端生物醫學影像裝備實現“中國創造”提供戰略支撐和保障。