(1) PSiNPs荧光调控及其在胞内离子检测中的应用。
PSiNPs的荧光发射位置和强度一般可以通过电化学腐蚀条件或表面修饰等常规方法进行调控。然而，我们发现在乙醇（或DMSO）有机溶剂体系中，通过微波加热的方法可以有效地提高PSiNPs的发光效率，这部分结果已发表在Phys. Status Solidi A, 2012, 209: 2247。
我们进一步通过微波诱导PSiNPs表面硅氢键的烷基化反应，将十一烯酸修饰到其表面，显著地提高了其在体外生理环境下的荧光稳定性。同时发现Cu2+可以引起PSiNPs荧光淬灭，且其淬灭强度和Cu2+浓度呈良好线性关系。利用这一特性，我们可以实现癌细胞内部Cu2+浓度的ppm级别检测。这部分结果已发表在Analyst, 2013, 138: 3629。
(2)“隐形”PSiNPs纳米载体的制备及其在药物递送中的应用。
PSiNPs在体内很容易降解，导致了其血液循环时间短，无法通过EPR效应在肿瘤靶向部位进行有效累积。为此，我们通过微波诱导PSiNPs表面硅氢键的烷基化反应，将十二烯修饰到其表面，再进一步通过疏水作用，在其表面吸附一层牛血清白蛋白（BSA）。这不仅可以有效缓解PSiNPs的氧化降解速度，同时也有效地提高其在体内血液循环的时间。这部分结果已发表在ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5: 11718。我们进一步发现， BSA可以作为药物载体，并形成分级药物递送，从而实现在癌细胞内药物可控释放。这部分结果已发表在J. Mater. Chem. B, 2014, 2: 5280。
(3) 近红外荧光PSiNPs探针在活体成像和药物递送中的应用。
在活体荧光成像中，特别在深组织成像时，通常需要具有近红外发射（650 – 950 nm）的荧光探针。因此，我们采用具有良好生物相容性和可调荧光特性的PSiNPs构建新型近红外荧光探针。首先，我们利用微波加热将二乙烯苯修饰到PSiNPs表面，发现其荧光发射波长从~600 nm红移到~700 nm，再进一步通过疏水作用在其表面包裹BSA，从而制备具有近红外荧光特性PSiNPs探针。实验结果显示其具有良好的活体成像能力，同时在体内也表现出良好的生物安全性。这部分结果已发表在J. Mater. Chem. B, 2014, 2: 8314。
上述二乙烯苯修饰PSiNPs可以进一步通过π–π堆积作用高效载入DOX，并在体外表现出显著的药物缓释效应，以及对癌细胞增殖的长程抑制效应。这部分结果已发表在RSC Adv., 2015, 5: 44660。
(4) 光热型PSiNPs纳米复合物在癌症组合治疗中的应用。
近年来，基于具有光热效应无机纳米载体开展的光热治疗，以及结合化疗、放疗等其他手段形成的癌症组合治疗倍受人们的关注。因此，我们选择PSiNPs构筑光热型纳米药物载体，并开展了以下工作：分别将近红外染料IR820和抗癌药物DOX载入PSiNPs，形成了DOX/IR820@PSiNPs纳米复合体系。它们不仅具有良好的生物可降解性、近红外光控药物释放性能、还对于癌细胞具有显著的化学/光热组合治疗效果。值得注意，我们首次实时动态观察到：在近红外照射下，DOX/IR820@PSiNPs在细胞内部可以产生微米级气泡并伴随着DOX分子释放等现象，这将为化学/光热组合治疗机理研究提供一种新方法。这部分工作发表在Adv. Mater. Interfaces, 2016, 3: 1500715（封面文章）。同时我们进一步利用DOX/IR820@PSiNPs纳米载药体系，通过化学/光热组合治疗，有效克服癌细胞的多重耐药性。这部分工作发表在Colloids Surf. B, 2018, 164: 291。
另外，我们还利用表面引发聚合的方法将聚苯胺（PANi）修饰到PSiNPs表面，制备具有高效、稳定光热效应的PANi-PSiNPs纳米复合物。它们可以有效的在体内降解，并具有良好的生物相容性。在此基础之上，我们进一步利用它作为载体，并在体内肿瘤中都取得了良好的化学/光热组合治疗效果。这部分工作已发表在：Acta Biomater., 2017, 51: 197，且申请发明专利一项（“一种可降解的聚苯胺/多孔硅纳米复合物及其制备方法和应用”，专利号：ZL201610926621.1，中国）。
(5) 可注射降解型PSiNPs纳米复合水凝胶在癌症局域治疗中的应用。
由于抗癌药物在系统注射时，往往出现脱靶现象，从而对体内其他健康器官造成伤害。而通过直接瘤内注射的局域治疗可以在肿瘤部位提供长程、持续的药物释放，并直接作用于癌细胞和肿瘤组织，大大降低治疗所需的药物注射剂量，从而有效避免由药物脱靶造成的体内毒性。为此，我们首先利用PSiNPs作为光敏剂，在近红外光照下，可原位形成聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）水凝胶。这种可注射的PSiNPs/PEGDA纳米复合水凝胶材料具有良好的生物降解性、长程持续的药物释放。同时在近红外光照下，它们还具有优秀的光热效应以及单线态氧的生成能力，所以可用于化学/光热/光动力组合局域治疗。这部分工作已发表在：J. Appl. Polym. Sci., 2019, 136: 47443。另外，我们还制备可注射降解型的壳聚糖（CS）/PSiNPs@Au纳米复合
水凝胶，它们不仅具有良好的生物安全性，而且可以通过直接瘤内注射，原位形成凝胶，并在治疗过程中提供长程、持续的药物释放和光热效应，从而实现了“一次简单注射、多次组合治疗”。这部分工作已发表在：ACS Biomater. Sci. Eng., 2019,5: 1857。
(6) 磁性PSiNPs纳米复合物在肿瘤多模态成像和组合治疗中的应用。
磁性荧光纳米复合材料在癌症细胞筛选、癌症生物标记富集和监测、多模态成像、磁靶向药物递送、磁热治疗等领域都取得了显著成效。因此，我们首先合成表面末端含有双键的超顺磁性Fe3O4纳米颗粒，并进一步通过微波诱导硅氢烷基化反应，将其和PSiNPs共价偶联，制备得到PSiNPs@Fe3O4纳米复合物。该纳米复合物表现出近红外荧光、超顺磁性、以及良好生物可降解性和相容性。此外，我们进一步利用PSiNPs@Fe3O4纳米探针，成功实现了活体乳腺癌肿瘤的FL/MRI双模态成像。这部分工作已发表在：ACS Biomater. Sci. Eng., 2017, 3: 2579。此外，我们合成
Fe3O4/Au纳米颗粒，并将其载入到PSiNPs，制备磁性光热PSiNPs@(Fe3O4/Au)纳米复合物。并进一步以此为药物载体，通过外置静磁场和近红外激光调控，有效促进了耐药性癌细胞对于抗癌药物的摄取以及胞内释放，从而实现了对于癌细胞多重耐药性的有效逆转，这部分工作发表在J. Mater. Chem. B, 2020, 8: 546。
(7) 亚细胞结构靶向载体的构筑及其在肿瘤治疗中的应用。
(8) 肿瘤细胞膜包覆PSiNPs纳米复合物在肿瘤免疫治疗中的应用。