主要通过蛋白质的化学和工程手段，发展适用于活细胞的蛋白质特异操纵方法和蛋白质生物探针，为面向生命科学的研究提供有效的化学生物学工具，并以此解决生命科学领域的重要科学问题。具体的研究内容和科学问题集中在以下两个方面：（1）临床感染性病原体的致病机理和自我保护机制。包括发展基于蛋白质的特异化学标记、操纵手段，用于捕捉病原体侵染宿主细胞时的蛋白质相互作用；寻找病原体毒性蛋白在宿主细胞内的作用靶点；了解病原体产生抗药性的机理及逃逸人体免疫应答的机制；研究 pH 调控的病原体及其毒性蛋白在入侵宿主时的细胞内吞机制。（2）研究活性氧自由基和过渡金属离子对人类细胞的毒性及其在体内的调控途径。包括发展针对活性氧自由基和重金属离子（如铜锌离子）的活细胞生物探针；用于研究有机活性氧自由基对神经细胞产生毒性的机理；探寻活性氧自由基如何对哺乳细胞产生有益的作用；探索重金属离子如铜、锌离子在神经细胞内的生理功能和毒性作用；了解错误调控的活性氧自由基和重金属离子导致人体衰老疾病产生的原因。