於離子偵測方面，我們利用聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮) (poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)) 穩定的Au NPs (34.2 nm) 在甘氨酸-氫氧化鈉緩衝溶液 (Glycine-NaOH，pH 9.0) 下利用銀離子 (Ag+) 和CN−當作浸蝕劑 (leaching agent) 來檢測I−。為了可直接用肉眼檢測I−及於長時間下維持探針的穩定，將Au NPs修飾混合纖維素酯膜 (mixed cellulose ester membrane, MCEM) 製備成Au NPs/MCEM。當I−加入到系統中，Ag/Au離子和I−離子作用會抑制Au NPs表面的Au+被leaching的速率，使試紙的顏色仍能保持Au NPs的紅色，故藉由試紙的顏色深淺程度偵測I−含量。
於生物偵測方面，我們更提出一新穎性概念以功能化Au NPs (functional gold nanoparticles, FAuNPs) 搭配上微孔薄膜之比色法 (colorimetric method) 於目標蛋白質檢測，此感測器系統藉由修飾不同aptamer/抗體的Au NPs及薄膜，及可具專一性且選擇性偵測目標蛋白質，並成功應用於真實樣品血液中凝血酶和人類免疫球蛋白G (human immunoglobulin G, hIgG) 的分析，LOD可達nM。我們更進一步開發三種功能性奈米粒子透過兩個步驟選擇性靈敏的偵測hIgG，三種奈米粒子分別為修飾G蛋白 (Protein G, PG) 之三氧化二鐵 (Fe2O3) 磁化功能性奈米粒子 (簡稱為FMNPs)、PG 和aptamer修飾的功能性Au NPs (簡稱為FAuNPs) 以及Fib−Au NPs。第一步利用PG−hIgG−PG特殊結合性形成FMNPs−hIgG−FAuNPs，再利用磁鐵將此複合物從溶液中分離，第二步利用溶液中游離之FMNPs其aptamer與thrombin專一性結合會抑制Fib−AuNPs的聚集情形，藉此二步驟可在血漿樣品中偵測hIgG達到nM等級。另外，使用氫氧化鉀 (KOH) 和氫氧化鈣 (Ca(OH)2) 處理的魔芋葡甘聚醣膜 (konjac glucomannan, KGM) 作為生物材料用於傷口癒合，且結果顯示Ca(OH)2處理的KGM比KOH處理的KGM具有更好的抗張強度、伸長率和溶脹比，在被用作敷料時能有更好的促進傷口癒合能力。接著，我們將癌症生物標誌物黏蛋白一型 (mucin 1, MUC1) 結合適合體 (MUC1 binding aptamer, AptMUC1) 修飾Au NPs (AptMUC1-Au NPs)，再修飾於GO上 (AptMUC1-Au NPs/GO)，結合熱休克蛋白70 (heat shock protein 70, HSP70) 的抑制劑和近紅外光照射，可有效殺死MUC1過度表現的癌細胞。最後，以基因工程之重組DNA結合蛋白 (Cys-Sso7d) 修飾於Au NPs後，應用於人類乳突病毒 (human papillomavirus, HPV) 不同型別檢測 (敏感性和特異性可達85.7%和91.7%-100%)。我們亦開發一螢光碳點/Pt離子複合物(CQDSPDs/Pt4+)，此材料能利用靜電作用力與Pt和核酸的吸引力有效與核酸結合，並於結合後使螢光淬滅，達到核酸檢測的目的。搭配上恆溫式圈環形核酸增幅法(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)，此材料能在不利用PCR儀器前提下做到檢測多重抗藥性金黃色葡萄球菌(multiple drug resistant Staphylococcus aureus, MRSA)，並與傳統PCR相比有高度的同意。
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在離子與生物分子偵測器的開發方面，從一開始的修飾染料到後來的免標示的感測器開發，都受到溶液鹽類的極大影響，而實際在偵測真實樣品時，除了鹽類之外，樣品中基質亦造成檢測上的干擾。上述問題，我們皆可藉由改變奈米粒子表面性質或控制表面保護劑獲得改善，甚至搭配薄膜以克服和突破檢測生物分子之干擾因子。此外，以往的研究成果大都於生物體外的條件下完成，而我們目標以朝著生物體內的方向 (如細胞培養與活鼠試驗等) 進行，使開發之分析系統達更快速、簡便及多樣性分析。