纳米生物医学成像与表征实验组成立于2004年3月，是纳米中心首批成立的研究组。建组初期以纳米生物界面的表征与仿生研究为主，在生物型原子力显微镜的特色应用与研发的基础上，集成激光共聚焦显微镜、全内反射显微镜，形成活体样品在位成像设备功能群。另外，辅助环境扫描电镜，微操纵仪及电子束曝光系统，最终形成活体样品至含水样品的系列成像与表征方法。研究组关注“微尺度构建-功能-力学耦合”，提出生物力药理学概念，指导功能生物界面的仿生研究。

　　2011年，研究组首次报导实验动物大隐静脉外膜间质组织的流体行为，从物理化学角度解释了其产生的机制，相继的实验发现了间质结构中存在高效联通的路径，并发展了鞘膜间隙给药，为各种疾病的有效治疗提供了崭新的思路。

　　研究组发展了软物质医学，并关注生命间质“结构-行为-功能”关系，提出生命医学模式，为衰老性疾病的诊疗开辟了新的路径。

　　目前，研究组拥有生物型原子力显微镜、快速扫描探针显微镜、探针共聚焦显微镜、环境扫描电镜、光纤扫描探针显微镜、电子束曝光系统、微操纵仪、人体1.5T核磁成像仪、人体磁声电成像系统、0.5T新鲜组织核磁成像仪、小动物光声成像仪、红外二区成像CCD、全内反射荧光显微镜等设备，为全面开展生命间质研究提供坚实的技术平台。