（1）生物传感  本研究方向以生物大分子电化学与电化学生物传感的研究为特色，处于国内领先，国际先进水平。生物大分子电化学与电化学生物传感的研究是利用电化学技术在电子水平上研究生物大分子、生命活性物质及其超分子作用。本实验室以构建高灵敏度高选择性电化学发光和电化学生物传感器件和方法为目的，根据分析化学学科和生物传感器的发展，以生物酶、抗原/抗体、DNA等分子识别物质为研究对象，主要研究分子识别物质在电极界面的电子转移、分子识别特性、生物大分子间及其与小分子间的相互作用，系统深入开展电化学发光和电化学酶传感器、免疫传感器、DNA（基因）传感器、适配体传感器，研制应用于病理研究和临床检测的电化学和电化学发光生物传感器。

其一、生物亲和型传感器的研究，利用抗原与抗体结合、糖与凝集素结合、细胞受体与配体结合、DNA与RNA和核酸互补的实时信息，在免疫学和遗传学的研究以及临床检测方面开展相关的生物亲和传感器方面的研究。以构建高灵敏度高选择性电化学和电化学发光生物传感器件和方法为目的，根据分析化学学科和生物传感器的发展，开展电化学和电化学发光DNA（基因）传感器、适配体传感器、糖生物传感器和细胞传感器的研究。目前主要进行电化学发光糖生物传感器、 多肽传感器、和细胞生物传感器的研究。

其二、酶生物传感器的研究，利用酶的高度专一性和催化反应活性、酶与配体的分子识别、酶与配体的相互作用，以分子模拟与设计、纳米技术为手段， 建立基于生物酶和人工模拟酶的高稳定性、专一性和灵敏度的生物传感分析方法为目标，在老年痴呆症和糖尿病的药物筛选、临床诊疗、环境毒物检测和食品安全等方面开展研究。目前主要进行乙酰胆碱脂酶抑制剂的筛选、有机磷水解模拟酶的设计与合成、和基于天然酶和人工酶生物传感器的研究；

其三、微阵列传感器的研究，设计和制作不同基底的微阵列电极，以生物分子之间的相互作用为分子识别基础，结合纳米技术和电化学、电化学发光检测技术，研究合成电化学和电化学发光探针和构建传感界面的新原理和新方法，构建新型肿瘤标示物电化学和电化学发光阵列生物传感器，发展同时检测多种肿瘤标示物的高灵敏度电化学及电化学发光传感新器件和新方法，为肿瘤早期诊断、毒理研究和药物筛选提供高灵敏、高通量的检测技术和器件。

（2）成像分析  高灵敏、便捷的光学成像技术在生命体的营养状况、代谢过程、病理机制和药物作用机制，尤其是重大疾病的检测、治疗方面，被认为具有极大的研究潜力。该领域研究也是全球的研究热点，具有突出的跨学科、跨领域特色。其中，在分子水平上以具有时间分辨、空间分辨和组织（器官）分辨的分子影像，探究完整生命系统中的生命过程，能够更为客观、准确的认知生命过程的本质和实现人类重大疾病的早期发现、治疗。该研究方向主要进行了以下几个方面的研究工作。

其一、电化学发光成像仪器和检测新方法，

其二、化学发光活体成像探针和成像方法  借鉴活体探针、尤其是小分子荧光探针活体应用的要求，我们从提高体内发光量子产率、较长的发光波长、可预期的生物相容性和低的探针毒性等几个指标出发，开展全新的活体化学发光探针设计、合成和分离研究。针对化学发光成像局限于体内活性氧检测的现状，创新的实现了对体内极微量的HRP实现高灵敏检测。以此为基础，化学发光活体成像有望发展成为可针对体内多种疾病、标示物或药物实现成像检测的全新方法。

其三、活体纳米肿瘤探针和正电子成像方法，PET/CT成像技术是目前灵敏度最高的临床医学影像方法。临床医学对正电子探针，尤其是肿瘤探针最紧急的需求，是更高灵敏度和靶向性的探针药物。我们采用将正电子核素掺杂在纳米颗粒内部的标记方法，可大幅度提高核素的标记量并有效防止标记核素的泄露和流失，较有机分子探针的标记过程大大简化。此外，由于正电子核素标记在纳米颗粒内部，全部的纳米颗粒表面可用于修饰更多数量的肿瘤靶向配体和进行表面电荷调控，有利于提高探针与肿瘤细胞表面受体的靶向多价结合和降低探针的非靶向性结合作用。这种活体肿瘤检测探针和成像方法，在正电子核素标记、探针制备和活体PET/CT成像等研究思路上具有创新性。2011年以来该研究方向已在Anal. Chem.（3篇）， Biosen. Bioelectron （8篇）等SCI源期刊发表论文50余篇，获陕西省科学技术二等奖1项。该研究方向的学术带头人为张成孝教授，吕家根教授，主要学术骨干有高强教授、张耀东副教授，杜建修副教授、漆红兰副教授、岳宣峰副教授等。