2001年中国科学院高能物理研究所建立了第一个以纳米材料的生物安全性为研究方向的专业实验室。经过多年的建设与发展，已经形成了从纳米结构物质合成、表征——纳米颗粒化学修饰——纳米生物效应研究这样一个系统的研究链。国家纳米科学中心拥有我国纳米科学领域一流水平的研究平台和研究基地，并负责纳米技术领域的国家标准（包括安全标准等）制订以及纳米检测实验室的认证。纳米生物效应与安全性实验室拥有约1亿元的单价大于30万元的专用实验设备，使用状况良好，为研究计划提供了重要保障。实验室公用仪器平台，是集本实验室大型及常用仪器设备资源而建立的一个开放式公用仪器平台。平台的宗旨是围绕国家科技发展中长期目标，瞄准纳米生物医学学科前沿研究领域展开研究，并运用生命科学新理论和技术，充分发挥现有条件，将实验室建设成：多学科、开放、共享、科学、高效的公用实验仪器平台。
（1）实验室特色平台建设：
同步辐射研究平台：针对纳米生物效应研究中，涉及的分子、细胞、活体三个不同层次研究中所面临的特异性、灵敏度、分辨率等关键技术需求，建立了基于纳米生物分析、同步辐射X射线吸收/相衬成像、相干衍射成像、X射线近边吸收等成像及谱学分析技术的生物分析、医学成像交叉研究平台和新方法。建立单细胞筛选、标记和样品制备方法平台，结合同步辐射X射线相衬、衍射、吸收成像技术可在30~50纳米分辨水平，开展单细胞结构、精细亚结构成像，研究纳米材料的细胞内分布与细胞结构变化的相关性；构建新型多功能同步辐射纳米探针库，建立荧光功能成像、生物质谱、同步辐射双能衬度成像的融合分析平台，可实现单细胞水平纳米生物效应相关大分子三维空间分布、飞摩尔量级精确定量分析。建立近边吸收/荧光谱学及分子动力学模拟联合技术，可原位、高分辨(400 nm)研究生物纳米材料多种元素与生物界面相互作用所引起的活体组织、细胞内的分布及价态转化。
纳米颗粒自然呼吸暴露实验平台：呼吸道暴露是生产场所职业人群和普通人群接触颗粒物的主要途径，建立了工作场所以及空气环境中的不同尺寸分布的纳米颗粒的实时监测与表征方法，研究工作场所纳米颗粒的环境释放与团聚行为的动态变化规律。建立了模拟实际工作场所和环境条件的动态呼吸暴露实验装置，进行纳米颗粒低剂量、长期呼吸暴露及全身暴露动物学体内实验研究，可以实现自然呼吸、剂量可控、时间可控等条件可调。分析不同组成和理化性质的纳米颗粒暴露对呼吸系统、心血管系统作用的差别，探索影响其生物安全性的关键因素和共性规律；为建立和发展适合工作场所纳米颗粒毒理学评价方法以及职业场所环境卫生标准提供必要的理论基础。
高分辨生物影像平台：为了配合快速发展的纳米生物医药科学，尤其是纳米材料在生物和医学应用过程中，准确的检测、分析及评价不同纳米结构在生物水平（细胞、组织、器官和动物个体内）的分布和存在状态，高分辨的跟踪纳米结构在生物体系中的动态过程，在国家纳米科学中心和北京市纳米科学区域研究中心的大力支持下，建立了从分子、细胞、组织、器官和整体动物水平，全链条一体化的综合性高分辨生物影像平台。目前平台包括SPET-CT、Acoustic Photoimaging、MRI、Bio-TEM、转盘式多光子共聚焦显微镜在内的大型科研仪器10台，资产总值约5000万。作为北京地区纳米影像大型仪器平台已经成为周边研发机构和科研院所的科技支撑平台，也是北京市科技企业成像及检测的中科院仪器平台。
微流控检测平台：微流控检测平台具有多台大型分析测试设备，为微流控纳米芯片的研究和应用提供了可靠的保障。蔡司三坐标测量仪可以对微流控芯片进行接触式及光学的精密测量，接触式测量精度可以到达2微米，光学镜头采用了低畸变技术，可以大大降低几何畸变，利用该仪器可以对微流控芯片的通道尺寸、平面度、公差等多个参数进行高精度的观察，有效地评价芯片加工及制作工艺。微流控芯片化学发光/荧光成像仪、全自动微流控芯片分析仪等设备可以实现对微流控芯片化学发光/荧光信号的快速读取分析和液体操作全部自动化，极大地提高了微流控纳米芯片操作的标准化程度和检测结果稳定性，为微流控芯片的检测和分析提供了方便的操作平台。
纳米药物中试转化平台：在中国科学院“战略先导A类专项”变革性纳米产业制造技术聚焦项目的支持下，为了推进纳米生物医药技术的转化应用，特别是促进实验室的专利和成熟技术向市场和社会的转化，实验室建立了纳米药物中试转化平台。该平台目前配备了符合中国食品和药品监督管理局要求的无菌中试生产车间，和达到GMP标准的纳米口服制剂生产线和纳米注射制剂生产线（包括水针制剂和粉针制剂两条生产线）。该纳米药物中试转化平台目前由拥有药物制剂生产资质的专业人员维护管理，除了服务“战略先导A类专项”变革性纳米产业制造技术聚焦项目组内研究需要，还承接北京周围相关科研院所和公司企业，为这些研发机构提供临床前药物中试生产和临床批件申报支持。
（2）实验室公用平台建设：
纳米化学实验平台：实验室拥有纳米材料合成、表征，各种谱学分离分析设备。实验室拥有高效液相色谱、超高效液相色谱、气相色谱、大型超高速离心机等分离纯化设备，还拥有透射电子显微镜、X光晶体衍射仪、大型质谱仪（基质辅助激光解吸飞行时间生物大分子质谱仪、等离子体质谱仪、GC-质谱仪）、动态光散射粒度仪等表征设备。实验室有各类荧光、X射线检测设备。
纳米生物分析实验平台：通过纳米生物研究平台的建设引进了全自动的Leica显微镜（含控温度、湿度、CO2浓度并自动三维操纵的平台及图形处理软件包）、圆二色光谱、高效液相色谱、磷屏-多色荧光凝胶成像系统等大型仪器设备。拥有多套具有高分辨扫描能力的扫描探针显微镜系统（一般的高真空SEM和用于生物样品的环境SEM）、环境原子力显微镜（具有单分子力谱功能）、荧光光谱仪、荧光共聚焦实时成像仪等大型仪器。实验室在大气条件下的成像能力及发表成果位于世界领先水平。
细胞、分子生物学实验平台：实验室有相当于万级超净间的细胞工作间，建立了设备齐全的细胞生物学实验室。实验室拥有BECKMAN COULTER Celllab Quanta SC流式细胞仪，配有Vi-CELL细胞活力计数前处理仪器，可对细胞浓度以及细胞存活率进行准确计数；Vicell XR培养细胞分析仪，结合先进的CCD（电荷耦合器）成像技术的细胞分析仪；配备光学放大倍数6.75倍的镜头，影像由480×640个像素组成，为仪器获取高质素的影像提供保证；利用此设备可研究不同纳米材料，如纳米载体、纳米药物以及其他纳米活性物质与细胞的相互作用，纳米材料处理对细胞形态、生长状态的影响等多方面的实验研究。OLYMPUS IX71研究级倒置荧光显微镜及DVC单色冷CCD，主机带有100W卤素光源，万能无限远光学系统，主要用来研究不同纳米材料、超细颗粒物等与细胞的相互作用，利用不同荧光染料进行细胞器的染色，观察细胞的结构的变化，如细胞核、线粒体等细胞器的变化，与其它手段一起，共同揭示生物纳米材料的分子机理。实验室还建成了激光共聚焦活细胞工作站，基于该工作站获得的结果已发表了一系列高水平的文章。本实验室所拥有的设备对研究纳米材料的生物效应和安全性具有良好的支撑作用。
动物实验平台：实验室拥有符合GB14925-2001关于动物实验设施屏障与普通环境指标要求的动物实验室。实验室的BIOPAC MP150生理信号记录分析系统，具有16个模拟数据采集通道、16个数字输入通道、16个计算通道、2个模拟输出通道、16位A/D转换，采样率最大达到400000点/秒，主要用于研究纳米材料对大鼠、小鼠等小型动物生理信号的影响和不同生理信号的采集分析，将采集到的这些不同生理指标综合在一起，可以较为准确地评价动物生理状态的改变。实验室拥有多光谱小动物活体成像系统和超高分辨率小动物光声成像系统，可以对活体大鼠脑微血管内皮细胞膜表面超微结构和骨架系统等进行了高分辨成像。
