在怀柔科学城，坐落着一个有“态度”的大科学装置——多模态跨尺度生物医学成像设施（以下简称：成像设施）。它自带宏、介、微“三观”，拥有被“空气”托起的悬浮实验室，被誉为能洞察本质的“生命之眼”。

这里既酷、又硬核，为生命科学研究与疾病诊疗，提供从整体到细胞、甚至分子尺度的多维度成像“超能力”。在这里，生命奥秘正被全景式解锁，就像一场永不停止的“影像直播”。

看见生命力

No.1

走进多模态跨尺度生物医学成像设施园区，生命科学的隐喻处处可见。圆形建筑如细胞亦如瞳孔，螺旋上升的楼梯呼应DNA双螺旋，黑白相间的光影宛如生命律动的琴键。而穹顶的“生命之眼”设计，寓意着人类对生命奥秘的不懈凝视。

来到这里，你的第一个问题或许就是：什么是“多模态”？什么是“跨尺度”？

多模态，是指以前所未有的方式融合光、声、电、磁、核素、电子等模态，结合信息技术，形成影像组。跨尺度，是指从分子到生命个体，生命跨越了10个量级的时空尺度，覆盖从埃（“埃”符号为Å，1Å=10⁻¹⁰m）到米、从微秒到生命周期的跨时空尺度的结构与功能成像。

那么，当跨尺度预见多模态会发生什么？

“这意味着科学研究范式的根本改变。”北京大学国家生物医学成像科学中心副主任、多模态跨尺度生物医学成像设施装置负责人陈良怡这样说。生命是分层次的复杂系统——疾病可能源于分子异常，也可能源于细胞间的相互作用失调。唯有同时从不同尺度观测，才能逼近真相。

（陈良怡在做实验）

他以糖尿病研究为例：“传统观点认为，胰岛素分泌问题出在细胞内的‘囊泡’上。但当我们首次同步观察到囊泡、单个细胞以及整个胰岛组织这三个尺度时，却发现只有约40%的细胞在‘努力工作’，其余细胞几乎处于‘躺平’状态。这一发现直接揭示了糖尿病治疗中药物响应的‘效率瓶颈’，为开发更精准、针对性的治疗方案提供了全新的靶向思路。”

正如陈良怡所总结的：跨尺度成像的真正价值，不在于它能直接告诉你答案，而在于当你拥有这种能力之后，往往会看见前所未见的图景，甚至颠覆长久以来的认知。科学正在重新学习如何“观看”生命——不再是用单一的视角，而是用融合的、贯通的、多维的“眼睛”，去捕捉生命最完整、最真实的“叙事”。

实验室“悬浮”奇迹

No.2

成像设施包括三大核心装置——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，三大核心装置与全尺度图像数据整合系统协同发力，构建生物医学成像全功能研究平台。

三大装置分别代表了宏观（生物活体）、介观（细胞组织）、微观（亚细胞）三个尺度。其中，在设施的介观成像装置里，还隐藏着一项令人叹为观止的工程技术。

“活体细胞成像装置的设备间整个地面都属于一个大型抗扰动装置，它不是用土木结构支撑的，而是被压缩空气托起的。”北京大学国家生物医学成像科学中心工程技术部主任马淇解释：“通过在地下安装全自动控制的高压气泵，充入压缩空气后不断调整气压，整个实验室就像悬浮在空气上。”

为何如此大费周章？因为这里聚集着30多台超精密成像设备，它们对环境扰动极其敏感。“有了这个超大型气浮平台，在这里任何局部的震动都不会影响实验。”马淇说。这是目前全球精度最高的防扰动平台，其防震级别除科研外还能满足工业界精密加工制造的要求。

国际科学生命新地标

No.3

“2013年我们开始筹备多模态跨尺度生物医学成像设施时，‘跨尺度成像’这个概念在全球范围内还鲜少提及。”陈良怡回忆，2016年他首次踏足选址地时，目之所及还是一片荒草与空地。“如今，这里已全然不同。”

一系列引人注目的创新设备相继在此诞生。无液氦脑磁图系统、快速PET CT系统、微型化双光子显微镜……从打破垄断的自研设备到引领未来的数字生命孪生，成像设施正以多维、立体的崭新视角，为我们揭开生命的神秘面纱，为生命科学与医学研究提供强大引擎。在众多创新设备中，小动物五模态分子成像设备引人注目。它将五种成像技术融为一体，对同一只实验动物进行一次扫描，获得多维数据。这项技术将为实现未来“人体一次性全身成像”铺就道路，改变目前患者在不同科室间辗转检查的就医体验。

如今，这里已成为国际生物成像领域的重要地标。荷兰电镜学会主席曾在此驻留一个月；德国科学家主动申请来此客座研究，理由很简单：“中国科研的推进速度令人惊叹，这里的环境非常好。”

“设施对外开放运行两年来，已服务超过30家单位的400多个课题组，机时使用超4万小时。”马淇介绍。用户不仅来自生物医学领域，还来自心理学、语言学、考古学、材料科学、集成电路甚至天体物理学等多个领域。月壤成分和元素鉴定、国产芯片缺陷率分析、古化石结构检测……“生命之眼”的洞察力，正持续辐射向更广阔的科学疆域。

（马淇在进行用户培训）

“我们近100台套核心成像设备向全球的科研、企业用户预约开放，并提供从培训、制样、成像到数据分析的一站式服务。”为此，成像设施运营方诚意推出“科研礼包”，2025年对大部分设备免收机时费，旨在最大限度降低前沿研究的门槛，推动协同创新。

展望未来，陈良怡描绘了清晰的蓝图：“我们的目标，是未来五年在这里产生具有世界影响力的重大科学发现和重大原理性突破，发起国际大科学计划，并孵化出改变产业的创新公司。”

借助这个科研平台，北京大学国家生物医学成像科学中心启动了“数字生命”大科学计划，意在构建从数字细胞到数字器官（类器官）、数字生命体的全尺度数字化生命模型，揭示生命运行的基本原理，为人体疾病诊防和治疗开辟全新路径。

当数字开始复刻生命，这里改变的将不只是观察生命的方式，更可能孕育出跨越学科疆界的新范式与原创理论。从一片荒芜中奠基，在开放合作中迈向国际前沿，“生命之眼”正静静凝视着生命科学的未来。