主要从事碲化镉量子点、纳米金、核酸分子“光开关”等光学材料研制及其在生物医学分析中的应用，发表学术论文300余篇（SCI论文240余篇），授权专利18项。具体研究内容如下：量子点研究已成体系，包括裸量子点、 核/壳结构量子点、掺杂量子点 、DNA功能化量子点（适配体功能化量子点）、双色荧光量子点、酶联量子点、点击反应量子点和量子点信标等，有些试剂的合成进行了放大实验。所研制的量子点信标，已成功应用于单个艾滋病毒RNA的标记与成像，相关成果2019年7月24日在国际顶级化学期刊J. Am. Chem. Soc.上作为封面文章发表(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b04659)。上述研究共得到了6个国家自然科学基金项目和3个科技部973项目的资助。纳米金研究在DNA纳米机器、纳米传感及生化分析中得到成功应用。核酸分子“光开关”（亚钌配合物或钌多吡啶配合物）的合成及应用研究时间较长。1996年获得国家自然科学基金资助，此后一直坚持不断，国外仅报道了两个化合物，我们陆续开发了一系列产品，可应用于核酸检测、蛋白检测、病毒示踪与检测、药物筛选等方面，应用成果和水平不断提高。2012年，本课题组周鹏博士在中国科学院武汉病毒研究所王汉中研究员课题组的大力支持下，率先将核酸分子“光开关”用于病毒核酸标记，并提出了一种多色荧光标记活细胞内活病毒颗粒的新方法，相关成果在国际顶级化学刊物德国《应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 670 –674）上发表。很多兄弟单位的科研工作者利用我们的试剂，做出了国际一流的工作。如中国科学院武汉病毒研究所崔宗强研究员和中国科学院生物物理所张先恩研究员联合指导的马英新博士，利用其中一个探针，首次观察到单个艾滋病毒脱壳过程（ACS Nano, 2016，10，6273–6282。该成果被选为“2016年中国病毒学界重大发现” 和“2016年HIV研究领域Top10，本项研究排Top7，排在Top8和Top9文章均发表在Science上），此外，她还利用该探针，建立了一种荧光成像延迟光漂白的新方法（Anal. Chem. 2016, 88, 10675 − 10679）。