1. 近红外胶体量子点

擅长设计合成近红外胶体半导体量子点，利用近红外量子点进行生物医学成像和红外光电器件研究，开展的方向包括：

• 开发基于环境友好型银硫族半导体的近红外胶体量子点，通过调控量子点的空间原子排布、表面结构等，实现对量子点电子-空穴波函数的精确操控，从而构筑高亮度、高稳定、光学性质可控的近红外银硫族量子点，以满足生物成像和光电器件的应用需求；

• 基于高性能的近红外银硫族量子点，开展量子点的生物成像和红外光电器件研究，结合多维度表征技术，揭示量子点材料结构与性能的构效关系，进一步为新型近红外发光材料的设计与开发提供理论指导。

2. 近红外二区荧光影像技术

通过近红外二区荧光探针和影像设备，开展肿瘤精准诊疗、药物评估、组织再生修复、神经成像和调控等研究，主要包括：

• 开发新型近红外二区荧光探针，解析荧光探针与肿瘤屏障和肿瘤微环境特征的相互作用机制，开发肿瘤体外诊断试剂盒，肿瘤荧光手术导航技术，高效跨肿瘤屏障载体及诊疗一体化技术，以满足肿瘤精准诊疗的需求；

• 基于高组织穿透深度的近红外二区光学技术，开发神经系统关键代谢分子、神经递质、离子及病理蛋白等响应荧光探针，发展近红外二区光遗传学等神经调控技术，建立针对阿尔茨海默症及帕金森等重大脑疾病发生发展机制解析，早期诊断及靶向治疗关键技术体系。

3. 生物大分子信息材料

聚焦生物大分子信息材料，以核酸与蛋白质为可编程构建单元，通过理性设计实现分子结构、组装行为与信息编码的协同调控，构建具备信息处理能力的生物材料体系，开展的方向包括：

• 开发基于核酸、蛋白质框架结构的生物信息记录探针，通过理性设计核酸、蛋白质序列，构建特异性的生物代谢分子捕获结构，以满足生物信息的跨时空记录和检测；

• 构建细胞膜界面上的可编程多信号处理系统，关注核酸与蛋白质的协同作用，通过对分子识别与组装行为的精确设计，实现膜表面信息的集成与计算式响应输出，探索细胞膜作为动态信息处理平台的基本规律；

• 研究细胞膜受体聚集与信号通路的结构化调控机制，揭示空间组织对信号输出的影响规律。发展基于多价配体的受体空间编程策略，实现对细胞行为的精准调控与功能干预，服务于疾病相关细胞过程的可控重编程与治疗应用。