1、微流控生物芯片与纳微尺度生物医学技术：聚焦以微流控为核心的新技术，与微阵列技术融合，实现从生物分子水平（核酸、蛋白质、代谢物）、到细胞水平、组织器官水平、个体水平的高通量、精准、快速和高灵敏测量与智能传感，及其在单细胞分析、组学分析、外泌体与循环肿瘤细胞、液体活检、体外诊断等精准医学领域的应用。 2、糖组学和糖蛋白组学：发展准确测定生物体系中蛋白总糖链的结构和蛋白糖基化位点的质谱新方法，结合亲和富集与分离手段提高方法的灵敏度和抗干扰能力，并通过与高灵敏度荧光检测等手段相结合，在单细胞的水平上研究关键活性小分子含量与蛋白质糖基化的关系，探讨人体中糖蛋白的生理功能和发现能应用临床诊断的疾病标志物。 3、类器官与力学生物学：利用微芯片技术将力学设计与细胞信号转导结合，设计并构建功能完善、结构真实、组织复杂度高的体外类器官。其类器官可以实现真实组织的细胞谱系特征、生理学功能、组织力学性能，并将应用于病人的个体化试药、高通量药物研发和组织器官替代修复。并以类器官为模型探索相分离组学、生物物理和力学生物学的基础科学问题。