생물리화학 연구실에서는 업컨버팅 나노입자를 이용해 세포 내에서의 움직임, 세포소기관의 타겟팅, 세포 내로의 물질 전달 체계 등과 페로브스카이트의 물성, 광학적 특성 등을 연구하고 있습니다. 이용되는 업컨버팅 나노입자와 페로브스카이트는 실험실 자체적으로 합성하여 표면 개질 등을 통해 다양한 실험에 적용하고 있습니다. 예를 들어, 업컨버팅 나노입자의 표면을 PEGylation하여 카복실기 또는 아민기로 치환하여 펩타이드 등과 결합시켜 세포 소기관인 핵이나 미토콘드리아 등에 타겟팅 하고 있습니다. 세포 내에서 나노입자가 어떤 경향을 가지고, 어떤 요인에 영향을 받아 움직이게 되는지 속도 등을 분석하여 모델들을 제시하였습니다. 또한, 3차원 이미징과 Multi-color 이미징을 통해 더 나은 이미징 분석 방식 등을 연구하고 있습니다. 이외에도 업컨버팅 나노입자의 광학적 특성 등을 연구하고 있습니다.