1. 铀的生物无机配位化学
能源是国民经济的基础产业，是现代社会赖以生存和发展的基础，是制约国民经济持续发展的重要环节，也是“可持续发展”的核心内涵。随着人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏以及生态环境的日趋恶化，能源问题已成为全球性的重大问题。核能作为一种新型清洁能源，在核能发电、国防、工农业等多领域占有重要地位。铀资源是核工业持续发展的基础资源，是我国核能发展的战略资源，在核能不断发展的背景下，核燃料铀的保障问题日渐突显。我国已探明铀资源储量约20万吨，位居全世界第10位，但作为人口大国，铀资源极为贫乏。要保障核能的长远发展，对非常规铀资源进行开发具有重要的战略意义。
除了铀矿和海水之外，盐湖卤水是另一个重要的铀资源。从盐湖卤水中提取铀时，不需要固体铀矿提取铀的复杂浸取过程，而其中铀的含量又比海水中的铀含量高得多。我国拥有面积巨大的内陆盐湖，其中青海、新疆等地的盐湖水含铀，盐湖铀资源潜力约为10.31万吨。目前盐湖资源的利用主要集中在含量丰富的无机盐离子的提取，而对具有极高战略意义的核素能源铀离子的研究较少。由此可见，发展盐湖卤水提铀具有非常重大的研究意义，对于保障我国核能的可持续发展以及推进青海、新疆等地盐湖资源高效利用具有重要而长远的战略意义。
药物化学生物学课题组通过与青海盐湖工业集团合作展开基础及应用转化研究，以实际生产为落脚点，选用新型离子交换树脂作为基质，引入高活性的铀酰离子配体，提高离子交换树脂对盐湖铀的选择性和吸附性能，拟开发离子交换树脂基盐湖铀吸附材料，实现盐湖铀的规模化富集。
2. 粘土与生物起源
在原始地球上，针对蛋白质和核酸的起源条件和地点区域，出现了三个区域分支学说。其中海相起源说认为，在原始海洋中，氨基酸可以被吸附在粘土、蒙脱土等物 质的活性表面，再适当的缩合剂（如羟胺类化合物）存在时，可以发生脱水，缩合成高分子量聚合物，进而产生团聚体和原始细胞。通过体外模拟实验研究粘土对生 物体内反应的影响，如PCR反应、酶促反应等，系统阐述不同粘土对于生命化学起源进化的作用及其机制。
图 1 粘土水凝胶环境中发生的转录和翻译反应方案
3. 粘土杀灭不同病原体和已有抗生素抗性菌体的机制
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) 是人类化脓感染中最常见的病原菌，有”嗜肉菌”的别称，可引起局部化脓感染，也可引起肺炎、伪膜性肠炎、心包炎等，甚至败血症、脓毒症等全身感染。感染沙 门氏菌的人或带菌者的粪便污染食品，可使人发生食物中毒。据统计在世界各国的种类细菌性食物中毒中，沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首。我国内陆地区也以沙 门氏菌为首位。天然粘土可以有效杀灭广谱人类病原体，已有报道如何评估不同粘土的抗菌活性，本研究通过体内和体外实验研究粘土杀灭不同病原体和已有抗生素 抗性菌体的机制。一旦该机制被确定，将会为针对典型感染的物理疗法和设计得到更安全的抗生素与抗菌素提供思路和理论指导。
图 2 抗菌粘土的评价和试验的总体方案