（1）电化学与生物传感器
该方向以电化学为基础，结合纳米材料、生物识别因子和核酸技术等，通过调控电极界面电子转移行为，实现对目标分子的精准检测。研究涵盖电化学生物传感器的开发及在疾病标志物精准检测和农作物病害早期预警方面的应用。该方向还涉及电催化等能源材料的界面优化。
（2）光谱探针与成像分析
该方向聚焦于新型发光纳米材料、探针及分子的精准设计与合成，并系统性地应用于表面增强拉曼光谱分析、荧光传感及生物成像等关键技术领域，旨在攻克食药安全检测与生物医学中的核心难题。
（3）饮用水新型微污染物的识别与质量控制
主要开展饮用水新型微污染物的识别方法学与饮用水质量控制技术及工艺研究，聚焦于新型微污染物的识别方法学、饮用水质量控制技术及工艺优化。