面向生命健康和公共安全领域，分子指纹与生物医学创新团队聚焦生物拉曼光谱分析已逾二十年，主要开展生物体、食品及环境等复杂体系拉曼光谱分析的基础和应用研究。研究工作涵盖“分子—材料—测量—器件”4个方面：“分子”方面包括各种复杂（生物、食品及环境等）体系中小分子或大分子的拉曼（RS）及表面增强拉曼散射（SERS）光谱数据库的构建，含叁键拉曼标记分子、聚合物单体及高选择性SERS底物分子的设计与合成；“材料”方面的研究包括新型重现性好、普适性强和高SERS活性的贵金属纳米粒子，防伪研究的拉曼墨水，新型成像导航的光热治疗纳米材料；“测量”方面主要围绕实时、原位、定量的化学测量技术，开展SERS的直接/间接检测或成像的方法学研究；“器件”研究是针对实际应用，研发面向医学诊断、食品安全、刑侦等领域的快速检测试剂，以及便携的检测器件和设备。
经过多年积累，实验室在两个方面形成突出的研究特色：（1）新型SERS标签的设计合成与分析应用；（2）新型高性能SERS检测器件与复杂体系中的小分子定量检测。自2016年在国际上率先开展叁键拉曼标签的设计、合成与光谱编码的研究工作以来，我们一直是这一研究方向的领跑者。研究成果相继发表在JACS、Angew. Chem.、Adv. Funct. Mater.等重要刊物上，在国际上具有较高的影响力。其中，美国《分析化学》副主编、厦门大学教授任斌博士在综述中充分肯定了叁键SERS在超多色成像与编码检测等应用领域的前景；“点击SERS”被传感领域的全球领军人物、加拿大多伦多大学的杰出教授谢娜·凯利博士（Dr. Shana O. Kelley）认为是一种全新的DNA检测的信号读出技术。
在“新型高性能SERS检测器件与复杂体系中的小分子定量检测”研究方面，我们一直致力于发展高重现、低成本且可批量制备SERS芯片的方法和工艺，这方面的研究成果相继发表在Anal. Chem.、Nanoscale等重要期刊上。近些年我们独辟蹊径，从“限域空间”和“表面外延生长”相结合的角度提出了新的制备构想，通过调节金种子的尺寸、表面稀疏度、“金”源与还原试剂的当量比及原位生长周期来调控基底的表面形貌、表面等离激元散射性质等，可控地实现检测器件SERS活性的提升。
在仪器设备研发领域，我们率先主导研发了“室内空气微生物快速检测装置”和“湿法镀金自动化仪”两台装置。室内空气细菌浓度监测是“疫情常态化”防控的前提，感染控制的需要将启动千亿元计的巨大市场。室内空气微生物快速检测装置将成为“后疫情”时代感控的预警利器，可在30分钟内检测室内空气中微生物菌落数（常规方法需要48小时），填补市场空白。低成本商用级SERS基底将有效推动小微型拉曼仪器的普及和推广，市场巨大。我们从单个玻璃凹槽数量、几何构型的严格控制入手，根据SERS芯片的实际工艺条件，在国际上首次研制出了自动、程序化、批量制备高重现的SERS活性基底的“湿法镀金自动化仪”以及与之匹配的“便携式拉曼光谱系统”，将广泛用于食品、环境和公共安全快速非定向分析检测。
