怀柔科学城设施平台使用攻略 | 多模态跨尺度生物医学成像设施
日期：2025-08-06
来源：北京怀柔科学城管理委员会
坐落于怀柔科学城核心区的多模态跨尺度生物医学成像设施，由北京大学作为项目法人建设单位，中国科学院生物物理研究所作为共建单位，联合哈尔滨工业大学、中国科学技术大学、中国科学院物理研究所、中国科学院高能物理研究所等单位共同承担建设任务。设施核心成像能力无缝覆盖跨越九个数量级的超大尺度范围，为复杂生命科学问题和重大疾病的研究提供成像组学研究手段，全景式研究和解析生物医学重大科学问题，推动生物医学研究的范式变革。
核心能力：多模态跨尺度成像技术矩阵
成像设施打通尺度壁垒，研发并有机整合不同成像模态，打造在时空尺度和模态上无缝对接的、从分子到人的“一体化”生物医学成像技术集群。
四大核心装置——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、全尺度图像数据整合系统，与样品制备与模式动物中心协同发力，有机整合20余种成像技术，形成跨尺度、多模态、自动化和高通量的生物医学成像全功能研究平台。
多模态医学成像装置
对完整生命体的组织器官进行结构和功能成像，在体研究大脑认知和重大疾病（肿瘤、心脑血管等）的多参数的时空关联性。
多模态活体细胞成像装置
聚焦于以高时空分辨率成像方式记录生理状态下活体内的精细生命活动。
多模态高分辨分子成像装置
聚焦于生物大分子的高分辨率成像，针对不同样品状态下（体外和体内、冷冻和溶液、固体和活体）的生物大分子，获取其结构、动态、定位和演化等方面的高时空分辨率数据，用于阐明生物大分子的生物学功能和分子调控机理。
全尺度图像数据整合系统
针对医学成像、活体细胞成像以及高分辨分子成像，利用多模态跨尺度图像融合分析与人工智能技术，开展高性能软硬件服务平台。
样品制备与模式动物中心
提供实验动物疾病模型制作、分子生物实验、病理学实验、样品保存等全方位的技术支持和保障。
颠覆性前沿成果，破解生命密码
小动物五模态分子成像设备开创性地将五种生物医学成像技术同机集成，具备高性能多模态成像能力、先进多模态数据采集和融合技术，可提供更全面的活体成像功能，用于定位生物标记物或异常区域，同步追踪和定量分析生物分子分布和活性，对于研究小动物模型中的疾病过程、药物代谢和细胞活动至关重要。
成像设施装置二建设团队首次提出超分辨荧光辅助衍射计算层析（SR-FACT）显微成像系统，实现了对活细胞的快速、长时程双模态成像，有助于发现在单一成像模态中被忽略的结构或动态，全面三维表征活细胞内细胞器相互作用及分子或信息的传递过程。
研发超高分辨率300kV冷冻透射像差矫正电子显微镜，实现了生物大分子和软物质的原子分辨率成像，为新药研发提供精准分子成像手段，为超高分辨成像和原子分辨三维重建提供实验支撑，将极大推动分子生物物理和分子医学研究。该设备是目前世界领先的冷冻电子显微成像系统。
依托多模态活体细胞成像装置的高通量成像及全尺度数据中心的超算平台，研究团队引入机器学习技术，应用于大规模神经集群的信号解码，揭示了哺乳动物中枢生物钟的系统水平时间编码机制。人工智能技术结合高通量成像及超算平台，为基于功能大数据解析复杂神经元核团的工作原理提供了新的研究范式。
强大服务能力，专业团队支撑
成像设施现已建成完备的多学科成像技术平台，整合基础研究团队（PI领衔）与工程化技术梯队（博士占比>60%），面向生命科学（生物机制解析、药效评价）、材料表征（微纳结构成像）、物质科学（原位动态监测）等交叉领域，提供全流程成像解决方案。核心服务包括：
技术咨询：实验设计优化、成像模态选择（如超分辨/断层扫描/活体成像）
标准化培训：设备操作、图像处理（AI辅助分析）
委托检测：完备的技术人员团队可完成全流程测试检测
样品制备：动物疾病模型定制、细胞培养、分子实验、病理实验、样本存放等
全平台开放共享
全平台面向全球开放，支持预约使用、合作研发、委托测试等合作模式。预约流程如下：
方式一
打开成像设施官网，点击右上角“共享设备预约平台”，或点击“仪器列表”找到机器名称后，点击右上方对应的“预约”按钮，即可跳转到“北京大学大型仪器共享管理平台”。
https://ioc.nbic.cn:37218/#/home
方式二
直接登录“北京大学大型仪器共享管理平台”。
https://i-sharing.pku.edu.cn/home/
联系方式
多模态医学成像装置：任老师
邮箱：renj@pku.edu.cn
多模态活体细胞成像装置：牛老师
邮箱：niujiahao@pku.edu.cn
多模态高分辨分子成像装置：邵老师
邮箱：shaoxin@pku.edu.cn
全尺度数据处理中心：孙老师
邮箱：jie.sun@pku.edu.cn
样品制备与模式动物中心：郑老师
邮箱：zhengw1983@pku.edu.cn
附件：
