在蛋白质组学、后基因组技术及生物医学发展基础上，利用现代光谱技术（包括荧光、化学发光、共振光散射及光学成像等）及分子探针技术，研究建立生物标志物高灵敏度分析检测新方法，为生命科学研究及重大疾病的早期诊断提供检测技术。主要开展了以下5个方面的研究工作：

（1）以功能化纳米粒子为探针，基于抗体-抗原特异性相互作用及核酸杂交反应，利用一个纳米粒子溶解后可产生大量金属离子，通过化学发光检测金属离子实现信号放大，研究建立仪器简单、费用低的高灵敏度免疫分析及核酸杂交分析技术平台。

（2）利用水溶性阳离子共轭聚合物（CCP）与DNA分子之间强烈的静电作用及通过荧光共振能量转移（FRET）对荧光探针信号的放大作用，基于DNA特异性延伸反应，研究建立操作简便、高灵敏度、高选择性基因突变的均相分析技术。

（3）基于高特异性核酸扩增反应，创新扩增反应产物的检测方法，研究高特异性、超高灵敏度检测基因变异（基因单核苷酸多态性（SNP）、拷贝数（Copy number）变异等）及DNA修饰（甲基化）的新方法、新技术。

（4）针对小RNA序列短、序列相似强、含量低的特点，系统研究小RNA引发的高效核酸扩增反应，主要包括滚环扩增反应（RCA）、环介导的等温扩增反应（LAMP）、等温指数扩增反应（EXPAR）、连接酶链式反应（LCR）等。在此基础上，研究小RNA的均相实时分析、原位分析及单细胞成像分析，为研究microRNA的生物功能，以microRNA为标志物的疾病诊断及小RNA干扰为基础的基因药物研究提供可靠的分析技术平台。

    （5）基于磷酸化多肽和蛋白质与功能化纳米粒子表面及阴离子-金属离子络合物特异性相互作用，研究磷酸化多肽和蛋白质的分离、富集及其检测信号的放大机制，建立超高灵敏度、高通量分析各类蛋白激酶活性的分析方法。为研究细胞内信号传导提供检测技术，并建立以蛋白激酶为靶标的靶向药物筛选平台。2011年以来该研究方向已在Anal. Chem.， Chem. Eur. J.， Chem. Comm.，Biosens. Bioelectron.，Analyst等SCI源期刊发表论文20余篇。该研究方向的学术带头人为李正平教授和郑行望教授，主要学术骨干有段新瑞教授、唐艳丽副教授、刘成辉副教授等。