ヒトを対象とした生理学分野、具体的には内分泌、神経、筋肉、心臓、肝臓、腎臓、視聴覚におけるヒトの生理機能を分子レベルで理解する。イオンチャネル・ポンプ・酵素などの細胞内分子および複合体で構成される分子システムの性質とその作用機序を説明できる。

ナノレベルイメージング技術、ナノテクノロジーを活用した診断デバイス、微小医療機器、高分子や超分子を用いた薬物伝送システム(DDS)といった要素技術とともに、これらの技術を活用した診断・治療の実例についてナノデバイスの動作原理・作用及び分子機能に基づいて説明できる。