近年来主要从事样品预处理理论、光谱检测技术以及光谱和质谱技术在单细胞分析中的研究工作。作为负责人主持国家自然科学基金面上项目3项：《基于金属蛋白表达调控的金属形态分析新方法》、《单细胞中元素/形态与细胞相互作用及分析新方法研究》、《细胞（单）外泌体与囊泡分离分析新策略研究》。作为主要成员参与国家重大科研仪器研制项目《适于生命体系中金属/类金属形态分析的光谱系统研制》和重大国际合作项目《生命体系与环境中金属组分分析相关的样品预处理与传感系统研究》的研究工作。

近年来取得的部分代表性成果和重要进展如下：

①发展了基于时间分辨ICP-MS单细胞元素/形态分析系统，依托三维微交叉液滴发生与单细胞包裹技术、基于二次流和Dean流的三维阵列螺旋管聚焦排序方法，建立了超高通量的单细胞采样系统，实现了高通量、高精度单细胞引入ICP-MS检测，并研究了单个细胞对金纳米粒子的胞吞、代谢等，为研究单细胞行为的异质性提供了新途径；揭示了金属元素及其形态、金属纳米粒子/结构与单细胞的相互作用，研究了不同形态金属元素与不同种类细胞相互作用的行为差异，在单细胞水平上研究了与金属及其形态作用过程中表现出的不同行为特征，并据此建立了单细胞中元素定量分析的新方法。

②建立了微流控芯片分离筛选-时间分辨ICP-MS单细胞分析系统，实时在线分离去除生物血液样品基体，实现群体细胞无液滴聚焦排序，得到单细胞流，用于ICP-MS研究单细胞与金属/金属纳米颗粒相互作用；结合生物功能化适配体金属纳米探针，从全血中识别单个循环肿瘤细胞，单细胞、单生物“颗粒”分析系统。以上结果表明，基于流体性能和微流控芯片的特殊可设计性，在很大程度上可以实现生物微/纳米“颗粒”的分离筛选。ICP-MS和激光诱导荧光等高时间分辩的检测手段可为高通量单细胞、单外泌体的分离、筛选及其检测提供很好的技术保障。

③在基于稀土金属的新型纳米结构制备方面具有比较丰富的研究经验。研究了基于稀土金属的新型纳米探针的合成制备方法，并探索了这些金属纳米材料作为光学和元素探针的性能，考察了其在生物传感、成像和杀菌等领域中的应用；研究结果表明，小粒度的上转换纳米粒子、基于稀土掺杂的氮化碳等载体，在光谱-元素质谱探针和成像等领域具备良好的潜力。

④利用自然界细胞/细菌等生物质本身进化的拮抗解毒机制，结合细胞和噬菌体表面展示技术和金属亲合多肽的筛选，以与重金属特异性结合的亲和多肽和金属硫蛋白为作用界面，建立了一系列对生物及环境中重金属离子具有高度选择性的样品预处理方法。在微生物细胞及相关基质吸附分离重金属的特性、规律及相关机理研究方面进行了一系列探索，深入研究了金属及其形态与细胞或生物质的相互作用，并据此建立了基于细胞萃取分离富集痕量重金属组份及其形态的检测分析系统。