多模态跨尺度生物医学成像设施是中国“十三五”规划中的国家重大科技基础设施项目，该设施的规划始于2013年12月24日，2018年4月13日国家发展改革委批复项目建议书，建设周期5年，总投资约17.17亿元，位于北京市怀柔科学城核心区，占地100亩。设施的建设目标是打破尺度壁垒打造从人体到分子的“一体化”生物医学成像技术集群。中国科学院生物物理研究所参与建设的部分包括：多模态活体细胞成像装置（装置二）、多模态高分辨分子成像装置（装置三）。中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台生物成像中心全程辅助了装置三的规划和建设过程，并在装置二的多台套关键设备组的建设上给予了支持。

装置二聚焦于以高时空分辨率成像方式记录处于生理状态时活体内的精细生命活动，成像范围横跨从0.1微米–1厘米的五个数量级，空间分辨率可达到100纳米–1微米，成像对象包含亚细胞、单细胞、多细胞、组织以及类器官、经典模式生物和小型哺乳动物。装置二还包括可同时记录活体生理状态的电化学电生理记录模块、整体行为记录模块。利用本成像装置可以开展的科学研究包括：观察各种模式生物样本活体上的精细结构、功能和组分随时间自发变化的过程，或是在光-电-化学等刺激下的变化过程，同时检测电生理和电化学信号，小型模式动物全脑范围的神经元分辨率钙信号高速功能成像以及哺乳动物的社交以及认知等高级功能。

装置三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/体内、冷冻/溶液、固定/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、以及细胞超微结构图谱，成像范围横跨百纳米到1毫米范围，空间信息分辨率可达0.1纳米-百纳米。生物成像中心整体布局了透射电子显微成像子系统、多尺度形貌结构断层成像子系统、以及样品制备与传输子系统，可实现高分辨率高通量分子电镜、荧光导航的高通量原位电镜、体电子显微成像、细胞电镜等等制样和成像等功能。

目前，装置二、装置三已有十二个仪器设备共享试运行，欢迎大家联系负责人预约使用。在此汇总介绍如下：

【光镜篇】

一. 冷冻结构光照明荧光成像仪(HOPE-SIM)

负责人

赵容 zhaorong(A)ibp.ac.cn （请将（A）替换为@后发送邮件）

系统主要配置及功能

1. 激光光源系统

（1）405nm：适合Alexa405/DAPI/CFP等;

（2）470nm：适合Atto488/Alexa488/FITC /GFP/Cy2等;

（3）555nm：适合 Atto565/Alexa555/mCherry/TRITC/CY3/TexasRed等;

（4）640nm：适合 Atto647/Alexa633/Alexa647/CY5/CY5.5等。

2. 研究型倒置显微镜

物镜：100X，NA 0.9；

具有宽场（去卷积）成像模式和结构光照明成像模式，具有3D成像功能；

冷冻荧光成像分辨率：优于250nm @结构光照明；优于500nm @宽场去卷积成像。

3. 高真空光学冷台

适用于常温/冷冻样品的荧光成像；

样品工作温度≤ -170℃，真空度＜3×10-4Pa，一次可传输2个冷冻样品；

真空防污染器可吸附腔室内的水汽等污染物，有效隔离冷冻样品与光学物镜镜头之间的热传递，保证样品的冷冻状态；

载物台适配电镜样品杆，可以提高样品转移成功率、光电关联定位精度。

4. 光电关联定位软件

具备快速导航功能，可以实现高效、原位、高精度的冷冻光电关联成像。

图. 光电关联定位软件3D-View界面

二. 倒置光片显微镜(Zeiss LLS7)

负责人

张卉 zhanghui(A)ibp.ac.cn （请将（A）替换为@后发送邮件）

系统主要配置及功能

1. 光源系统

（1）LED（白光和红光）用于透射成像；

（2）激光（488 nm、561 nm和640 nm）用于光束调节和荧光成像。

2. 研究型倒置显微镜

（1）照明物镜：13.3X / NA 0.4；

（2）探测物镜：44.83X / NA 1.0；

（3）成像分辨率：横向290 nm，轴向450 nm~900 nm；

（4）深度成像：最高至200 μm；

（5）图像采集速度：体积：3 Vol/秒@约300 μm×50 μm×20 μm；

平面：400帧/秒@300 μm×20 μm。

3. 活细胞培养装置

提供37℃温度、5% CO2、O2和湿度控制，保证活细胞的培养环境；

可选择适配器：适用于培养皿、载玻片和多孔板。

4. 软件处理

Lattice Lightsheet 7处理（去卷积、偏斜校正、盖玻片转换）；

同步和批量数据处理。

三. 三维结构光照明单分子追踪显微镜(Multi-SIM)

负责人

谢盛之 xieshengzhi(A)ibp.ac.cn （请将（A）替换为@后发送邮件）

系统主要配置及功能

1. 激光光源系统

（1）405nm：适合Alexa405/DAPI/BFP/Hoechst等;

（2）445nm：适合CFP/ mTurquoise2/mCerulean等;

（3）488nm：适合Alexa488/FITC/GFP/EGFP/ZsGreen/mEmerald/mStaygold等;

（4）561nm：适合Alexa555/Cy3/mCherry/mScarlet/mRuby/dsRed/mApple等;

（5）642nm：适合 Atto647/Alexa633/Alexa647/Cy5等。

2. 研究型倒置显微镜

物镜：100X，NA1.49

具有多种成像模式，包括宽场成像、全反射结构光照明成像、掠入射结构光成像模式、三维结构光成像模式等，具有超分辨图像重建与深度学习去噪去卷积功能；

成像分辨率：二维横向分辨率100nm，三维横向分辨率130nm，轴向分辨率370nm；

带高精度压电位移台，满足二维和三维成像需求。成像深度可达10微米以上。

3. 活细胞培养装置

提供37℃和5% CO2、O2和湿度控制，保证活细胞的培养环境；

可选择适配器：适用于共聚焦培养皿与载玻片。

四. 高数值孔径全反射照明超分辨显微镜（SIM X）

负责人

谢盛之 xieshengzhi(A)ibp.ac.cn （请将（A）替换为@后发送邮件）

系统主要配置及功能

1. 激光光源系统

（1）405nm：适合Alexa405/DAPI/BFP/Hoechst等;

（2）445nm：适合CFP/ mTurquoise2/mCerulean等;

（3）488nm：适合Alexa488/FITC/GFP/EGFP/ZsGreen/mEmerald/mStaygold等;

（4）561nm：适合Alexa555/Cy3/mCherry/mScarlet/mRuby/dsRed/mApple等;

（5）642nm：适合 Atto647/Alexa633/Alexa647/Cy5等。

2. 研究型倒置显微镜

物镜：63X，NA 1.4；100X，NA1.57（需配蓝宝石玻片）

具有宽场成像模式和结构光照明成像模式，具有超分辨图像重建与深度学习去噪去卷积功能；

成像分辨率：100nm，时间分辨率：高于125ms；

带高精度压电位移台，满足二维和三维成像需求。

3. 活细胞培养装置

提供37℃和5% CO2、O2和湿度控制，保证活细胞的培养环境；

可选择适配器：适用于共聚焦培养皿与载玻片。

五. 荧光寿命及荧光共振能量转移超分辨显微镜（ISM-FLIM）

负责人

谢盛之 xieshengzhi(A)ibp.ac.cn （请将（A）替换为@后发送邮件）

系统主要配置及功能

1. 激光光源系统

（1）375nm：激光活化;

（2）445nm：适合CFP/mCerulean/mTurquoise2等;

（3）520nm：适合mGold/mLemon等

（4）560nm：适合 Atto565/Alexa555/mCherry/TRITC/CY3/TexasRed等;

（5）640nm：适合 Atto647/Alexa633/Alexa647/CY5/CY5.5等。

2. 图像扫描显微镜

物镜：100X，NA 1.49；

最大扫描范围：200um*200um；

扫描速度：≥1FPS@512x512；

带高精度压电位移台，满足二维和三维成像需求。

成像分辨率：200 X 200 X 600nm

3. 荧光寿命成像

适用于活细胞样品的荧光寿命成像；

荧光寿命分辨率分辨率：＜800ps；

提供37℃和5% CO2、O2和湿度控制，保证活细胞的培养环境；

可选择适配器：适用于共聚焦培养皿与载玻片；

4.VSIM操作软件

能够快速设置扫描参数，异形ROI选取扫描以及荧光寿命图像处理等功能。

六. 栅格光照明超分辨显微镜（SR-LSM）

负责人

谢盛之 xieshengzhi(A)ibp.ac.cn （请将（A）替换为@）

系统主要配置及功能

1. 激光光源系统

(1) 405nm：适合Alexa405/DAPI/BFP/Hoechst等;

(2) 445nm：适合CFP/ mTurquoise2/mCerulean等;

(3) 488nm：适合Alexa488/FITC/GFP/EGFP/ZsGreen/mEmerald/mStaygold等;

(4) 561nm：适合 Alexa555/Cy3/mCherry/mScarlet/mRuby/dsRed/mApple等;

(5) 642nm：适合Atto647/Alexa633/Alexa647/Cy5等。

2. 研究型正置正交显微镜

(1) 激发物镜：20X，0.6 NA；探测物镜：25X，1.1NA；

(2) 具有传统光片成像、超分辨光片成像、光片扫描卷帘滚动曝光成像模式；

(3) 成像分辨率：190 X 220 X 400 nm；

(4) 扫描速度：≥100 FPS。

3. 活细胞培养装置

(1) 提供37℃和5% CO2、O2和湿度控制，保证活细胞的培养环境；

(2) Ø12mm载玻片。

七. 光场全脑神经元功能成像设备（LSLF-Neuro）

负责人

张卉 zhanghui(A)ibp.ac.cn  （请将（A）替换为@）

系统主要配置及功能

1. 行为单元

（1）眼动监控：可达100 Hz;

（2）尾动监控：可达1200 Hz;

（3）视觉刺激：双侧投影。

2. 光片单元

2304×2304分辨率，覆盖500×500×200 μm，51层，2 Hz，层内分辨率0.38 μm；高速数据存储有内存或硬盘流模式可选。

3. 光场单元

覆盖500×500×200 μm，100 Hz，层内分辨率2.73 μm；高速数据存储有内存或硬盘流模式可选；离线3D重建。