（1）單細胞分析化學：以學術帶頭人李景虹院士牽頭的國家自然科學基金委“單細胞分析化學”創新研究群體圍繞單細胞內信號傳遞功能分子和代謝過程中的化學反應和分子識別，針對與生命科學相關的小分子、生物大分子及細胞層次的分析難題，建立高效的單細胞識別與分選的新技術和新方法。發展基于電化學技術、離子束技術和電子束技術的新型細胞成像方法，即無標的原位電化學細胞成像新技術，多組分的質譜單細胞成像技術以及時空高分辨的電子束激發顯微細胞成像技術，解決單細胞復雜成分時空分辨的科學難題，為單細胞生物活性分子的定位、信號傳遞、能量代謝與物質代謝及分子間相互作用機制的研究奠定方法學基礎。利用建立的新方法，多技術的協同互補，針對共同的科學問題開展生命過程中的單細胞結構單元、功能屬性與其化學生物學機制研究，建立單細胞水平的疾病藥物篩選技術。

（2）光譜及成像分析：以化學發光、熒光探針、紅外光譜、拉曼光譜、ICP-MS等為研究重點，結合納米技術和生物技術，建立高靈敏度的分析方法和傳感體系，為生命科學、食品安全和相關學科提供高選擇性的識別方法和高靈敏度的檢測手段。在光學探針的合成及其分子識別方面，建立了能在水溶液中對過渡金屬離子產生高選擇性熒光增強型響應的新方法。學術帶頭人為童愛軍教授、國家杰出青年科學基金獲得者張四純和何彥教授；向宇副教授。

（3）質譜及色譜分析：以研究新型質譜離子源、微流控芯片質譜聯用接口、單細胞分析、色譜質譜聯用等為主要研究內容。發展常態離子化質譜、紙基電噴霧質譜、液滴“質譜傳感器”、微流控芯片質譜聯用細胞分析、質譜成像等新原理、新方法、新技術。研究開發分子印跡、固相微萃取、在線大體積富集進樣等新型色譜樣品前處理材料和技術，擴大了色譜質譜聯用分析的應用范圍。學術帶頭人張新榮教授為美國化學會刊物Analytical Chemistry副主編；瑕瑜教授為基金委優秀青年基金獲得者；丁明玉教授。

（4）微流控芯片分析：開展生物體系中復雜物質的高效分離與高靈敏度檢測方法與技術研究，以微流控芯片為樣品前處理、分離和富集平臺，利用高性能質譜為檢測手段，研究芯片與質譜接口技術和離子化方法，針對細胞、蛋白質組學、代謝組學及中藥等復雜體系，在微流控操控技術、表面修飾和質譜檢測與離子源研究方面有所突破。學術帶頭人林金明教授為教育部長江特聘教授、國家杰出青年基金獲得者；梁瓊麟教授為教育部長江特聘教授及教育部跨世紀優秀人才。

（5）電分析化學和生物分析化學：瞄準生物、納米等學科前沿，在深入研究電極界面電子轉移與電化學反應機制的同時，引入納米技術和生物技術，研究物質的電化學特性和生命過程中的代謝，轉移及相互作用的關系。學術帶頭人李景虹教授為中國科學院院士、國家杰出青年基金獲得者、教育部長江學者特聘教授；劉洋副教授為基金委優秀青年基金獲得者。

（6）材料與表面分析（能譜分析）：合成高效光催化納米材料，深入研究催化材料的表面分子結構與催化活性間的關系，為環境分析中有機污染物的降解所需光催化劑的合成提供新思路與新方法。學術帶頭人朱永法教授為國家杰出青年基金獲得者以及教育部跨世紀優秀人才。