I. 对光导纤维化学和生物传感器进行系统的理论研究, 建立相应传感器的理论模式, 研究各种传感膜基质,如LB膜、聚合物膜、天然高分子膜和脂质膜的结构和传质动力学,  实现多种分子识别物质在这些膜基质上的固定化, 阐明传感膜的主要特性和传感机制, 克服传感器的传质阻力, 完成用于生命科学和环境分析的pH、二氧化碳、钙、镁、钾、钠、镉、锌、铝、锆、铪、葡萄糖、乳酸、氨基酸、尿酸、胆固醇、胆碱、乙酰胆碱生物传感器及细胞免疫等传感器的研制.

    II. 优化偶合反应化学发光酶免疫分析和偶合放大化学发光反应酶免疫分析的方法 ,并以此为基础建立测定乙型肝炎表面抗原和抗体、核心抗原和抗体及E抗原、铁蛋白、甲胎蛋白、流行性出血热病毒、麻疹病毒抗体、轮状病毒、白喉类病毒、抗DNA抗体等新的化学发光免疫分析法.

    III.建立微传感结构中的物理、化学和生物非电类信号与电信号等多参量耦合及其相互作用的模型及分析方法。研究非电类信号的获取、信息处理、以及反馈执行等相关的基础性问题。研究微传感器与CMOS电路设计、工艺的相容性问题。

　　(1) 微结构中物理、化学和生物信号与电信号的耦合、转换和分析方法
　　研究微结构中的物理、化学和生物等非电学参量与电学量的相互影响和转换原理。研究多参量耦合模型、非线性效应和分析方法。
　　(2) 微结构动力学建模分析与非电类信号的信息处理理论
　　研究微结构中传质、传媒输运机制。研究微结构的各种失效、故障模式及机理。开展微结构可靠性、测控和实验分析研究。研究非电类信号的分析和处理方法。
　　(3) 微传感器及其阵列芯片系统的设计与集成技术
　　研究微传感结构及预处理的设计与集成技术，微传感器阵列形成、多传感器融合及其与物理、化学、生物等非电类信号处理电路的集成技术。
　　(4) 微传感与集成电路的工艺相容性
　　研究物理、化学、生物微传感的特殊工艺及其集成工艺的兼容性。研究微结构与集成电路的相容技术。
　　
　
　　IV.通过研究新型器件结构和材料，为LOC提供小尺寸、高性能、低功耗、长寿命的新器件和特殊器件，探索生长高晶体完整性、大尺寸硅材料的途径。

　　(1) 用于LOC的高速低功耗器件
　　研究用于SOC的各种高速低功耗器件的结构、模型和参数提取，并利用现有条件研制器件及相应试验IC。
　　(2) 新型不挥发存储器件
　　研究新型不挥发存储器，例如铁电存储器 (FeRAM)、铁磁存储器(MRAM)等的材料、结构、集成、工艺及可靠性等问题。
　　(3) 0.1微米级器件用硅材料的缺陷问题
　　研究纳米级微观缺陷在硅晶体生长和后工艺过程中的演变特征、消除与控制缺陷的有效方法，探索生长高晶体完整性、大尺寸硅材料的途径。
　
　
　　V.通过研究新材料和新器件，探索工艺兼容、极低功耗、超高密度、超高频率的器件，为LOC的发展开辟新天地。

　　(1) 硅基射频新器件和相关材料问题
　　通过将能带工程的原理和方法应用于硅基材料，重点研究新型硅基异质结构材料及器件，解决工艺兼容性等问题，实现适于LOC高频端的新器件和电路。
　　(2) 纳米器件及其集成基础。