解析生命奥秘！怀柔科学城“生命观象台”启动

xinwen.mobi · 发表于 2025-7-27 12:59:47

怀柔科学城“生命观象台”即多模态跨尺度生物医学成像设施，是我国“十三五”期间批复建设的国家重大科技基础设施，由北京大学和中国科学院生物物理研究所共建。2025年3月，该设施通过国家验收，目前已全面启动并向全球开放。以下是具体介绍：设施功能与特点：跨尺度成像：可提供成像时空尺度跨越从亚纳米到米、从毫秒到生命周期的实验环境，能对研究目标开展光学显微、电子显微、脑磁图、磁共振等多种模态研究，使研究人员获取从分子到细胞，再到人体的结构和功能信息。多模态融合：融合光、声、电、磁、核素、电子等模态，结合信息与计算技术、大数据与人工智能技术，实现全景式的结构与功能成像，打破了时空尺度壁垒，构建了从分子事件到器官功能的全链条可视化体系。科学研究意义：助力生命奥秘解析：有助于揭示基因表达、细胞信号、组织代谢等的内在联系，阐明大脑认知的基本原理、肿瘤和心脑血管疾病的发生和发展规律等，为脑科学与脑疾病、肿瘤医学、心血管与代谢疾病、干细胞及发育与再生医学等复杂生命科学问题研究提供支撑。推动研究范式变革：该设施形成了跨尺度、多模态、高通量和智能化的生物医学成像全功能研究平台，综合能力达到世界先进水平，将助力多层次、全景式解析生命奥秘，推动生命科学研究范式向数字化转变。相关科研成果：活细胞超分辨显微成像技术：我国科学家发展了一系列活细胞超分辨率成像技术与方法，实现了1小时以上长时程、564赫兹超快速以及60纳米高空间分辨率的活细胞超分辨成像，可透视活细胞中的细胞器，为生命科学研究提供了更高精度的观察工具。微型化多光子显微镜：我国科学家自主研发出2.2克的微型化双光子显微镜以及2.17克微型化三光子显微镜，可让小动物戴着跑，在自由行为条件下观测大脑神经元动态活动，开启了自由行为动物成像新范式。全人体PET/CT设备：我国科学家研制出的全人体PET/CT设备，以2米轴向视野实现“单床位全身成像”革命，系统灵敏度较传统设备提升40倍，等效辐射剂量大幅降低，空间分辨率达到国际领先的2毫米，为肿瘤、心脑血管疾病等重大疾病的精准诊疗提供了支撑。未来发展方向：2025年4月，“生命观象台”启动了“数字生命”大科学计划，“数字大脑成瘾机制”“AI解码生物钟”等首批13个重点项目正在加速推进。未来，该设施将继续深化对生命基本规律的理解，拓展基础科学认知，同时精准捕捉疾病发生的源头变化，为疾病诊治和药物研发提供更有力的支持。

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