研究方向主要集中于功能分子(材料)的绿色精准制备及其在生物医学中的基础与应用研究，包括并不限于以下四个领域： （a）基于逆合成策略的功能分子精准合成：基于特殊的物质识别反应和机理，设计合成能够用于复杂生物体系亚细胞实时分析的小分子荧光探针； （b）功能化纳米材料的合成研究：基于纳米材料的特殊光电热性质，制备具有肿瘤靶向、药物运输、光热治疗等功能的材料，如碳材料、上转换纳米材料、金属有机框架材料等； （c）基于功能化纳米材料及分子探针的生物分析应用：基于上述制备的功能化纳米材料及分子探针，构建一系列生物分析新方法，实现复杂生物体系中疾病标志物的快速检测、亚细胞器的成像定位、亚细胞器下目标分子的实时在线分析以及肿瘤细胞的识别与治疗； （d）基于单分子检测技术的新型肿瘤标志物筛选：与医院紧密合作，利用单分子检测技术，根据不同肿瘤患者群体在不同病程中的分子诊断结果，针对肿瘤亚型开发具有较高特异性的肿瘤标志物。