细胞活性分子平衡浓度的偏离，与肿瘤、糖尿病、心血管等常见疾病的发生与发展密切相关，有关细胞活性分子的研究，深受国内外化学、生物学及医学领域广泛关注。团队经过二十余年的刻苦攻关，构建成细胞活性分子实时原位、动态、多组分同时、高灵敏度荧光成像的新方法，获得活性分子参与细胞稳态调控的重要信息。
       该项目在国际上率先构建成稀土荧光纳米笼和近红外、水溶性CdHgTe纳米棒等新型发光材料，解决了材料量子产率低与波长不可调的关键问题，为研制具有高灵敏度与光谱空间可分辨探针的筛选、设计、构建奠定了重要的理论基础。创新性地运用特异性识别活性分子的机理与能量转移、电子转移等光信号转换机制，成功实现了对糖蛋白、葡萄糖、microRNA等活性分子的高选择性识别，解决了识别反应的荧光信号转换效率低的关键问题，为细胞活性分子的高灵敏、高选择性检测提供了新策略。
       团队科研人员研制成的新型荧光探针，解决了探针膜透性差与成像信息失真等关键问题，构建成细胞内活性分子高灵敏、实时、动态、多组分同时荧光成像的新方法，获得活性氧、巯基化合物、H+调控细胞氧化还原、酸碱平衡及凋亡过程的重要信息；首次建立了细胞内三种及四种mRNA肿瘤标志物检测的荧光成像新方法，为在细胞水平上揭示活性分子对细胞功能的调控和相关疾病的发生发展机制提供了重要途径。
       该项目对化学、材料、生命及医学学科的交叉和发展具有重要意义。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际著名杂志，在国内外受到广泛关注。项目阶段性成果两次荣获山东省自然科学一等奖（2008，2015），项目成果获得2018年度国家自然科学奖二等奖。