(1)生技化妝品原料開發：
妝品的原料成分近年來不斷被開發研究且利用，由於中草藥類的產品成份來自天然的植物，安全性佳且低副作用及刺激性，因此，運用中草藥為基質開發天然有機無毒的化妝品已深受大眾喜愛及選擇性的優先考慮。過去研究發現，白芷、紅景天、欖仁葉、桃仁及牡丹皮具有防止黑色素沉澱、美白及抗氧化等生理功能，因此，本實驗室將白芷、紅景天、欖仁葉、桃仁及牡丹皮以五種極性之溶劑萃取後，經由各種乳酸菌發酵，評估其在抑制酪胺酸酶、抗氧化與細胞毒性之特性，並以HPLC/MS進行功效性成分分析，及以西方墨點法探討這些有效成分之美白機制。最後將這些成分製成「功能性」化妝品，進行生理活性、官能品評及商業性評估。其次，本實驗室另以微生物發酵技術著手生產「玻尿酸」及仿曬劑「二羥基丙酮」 (DHA)，希望可開創新的化妝品生技研究/應用領域。曾經執行之計畫包括：生技藥妝品新穎活性成分開發、篩選與安全性評估(科技部三年計畫)、乳酸菌發酵厚朴萃取液於保養品上之應用研究(科技部大專人才計畫)、以桑白發酵萃取液做為化粧品成分之可行性評估(產學合作計畫)、以微脂體包覆技術製作高效生技保養品質原料之開發(產學合作計畫)等。目前這些研究成果已發表於：The Journal of International Esthetic Science與 Industrial Crops and Products(最佳領域排名前8%)等期刊。
(2)細胞培養技術開發與應用：
有關細胞技術之研究，分為兩個方面，1.配合生技化妝品原料及生技保健品開發需要，進行細胞毒性或活性測試，所應用之細胞包括 B16F10 黑色素腫瘤細胞、CCD-966SK人類皮膚纖維母細胞、HEMs人類表皮黑色素細胞、A375.S2人類黑色素瘤細胞、HaCaT人類皮膚角質細胞及人肺癌細胞(A549)。並已將成果發表於Industrial Crops and Products、Biomed Research、Journal of Bioscience and Bioengineering(2篇)等SCI期刊及獲得專利2件。另一方面則配合衛生福利部所發布之「特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法」與「再生醫療製劑管理條例」，從事免疫細胞及規劃GTP實驗室之研究，目前已完成「建構免疫細胞低溫P2級保存實驗室之設計及開發」五年期計畫，發表免疫細胞培養室之設備規畫、建立無菌鼠的結直腸癌模式及NK細胞培養設備四年功能評估研究等成果。並協助業者進行IND package之撰寫與答辯，另擔任Journal of Microbiology and Biotechnology Reports、United Journal of Biochemistry and Biotechnology、European Journal of Molecular Cancer、Journal of Clinical and Experimental Biotechnology、Journal of Dermatology and Cosmetic Surgery、Madridge Journal of Molecular Biology等國際期刊之編輯，持續投入該領域之研究。
(3)生物高分子特性研究及其工程化應用：
本人以農產廢棄物幾丁聚醣為研究對象，持續性之研發使得無論在基礎研究或技術發展方面皆已獲得不錯之成果，並提供該領域許多重要而具體之貢獻。研究之成果包括：(1)研究酸溶性幾丁聚醣之基本特性及不同細菌其細胞壁表面特性與幾丁聚醣抗菌活性之關聯性，並進一步評估幾丁聚醣應用於病源菌/指標菌(Pseudomonas aeruginosa、Salmonella typhimurium、Escherichia coli、Staphylococcus aureus、Clostridium perfringens、Streptococcus faecalis、Streptococcus mutans、Lactobacilli brevis)抑菌之可行性及探討各種水媒介質環境對幾丁聚醣抑菌活性之影響，並進一步應用於水質淨化與口腔保健；(2)揭露酸溶性幾丁聚醣之抗菌機制，並首次提出兩階段連續抗菌之假說，此為該領域重要之發現；(3)應用梅納反應研發新型「水溶性」幾丁聚醣，成功改良酸溶性幾丁聚醣保存不易、有酸臭味及最適加藥量狹窄之缺點，其具有廣泛pH應用性，並可高效率應用於抑菌、重金屬、濁度、腐植質與生物氣膠之去除；(4)應用分子生物技術(DGGE)分析混凝前後菌相之變化，此為學術界第一次將分子技術導入混凝製程之研究；(5)將幾丁聚醣轉製為粒(球)狀吸附物或進一步與α-環糊精結合應用於重金屬、微生物與環境荷爾蒙(PAHs)之去除，並研發最佳脫附劑與完成連續吸附與再生(模場)之研究；(6)研析天然植物萃取物在殺菌、毒性與環保(APEO殘量)上之特性，並與商業化產品就殺菌之特性進行評比，結果顯示此植物萃出物有潛力作為商業化之抗菌清潔劑，但不適合申請環保標章。目前這些研究成果已發表於：Bioresource Technology (4篇), Acta Pharmacologica Sinica, Environmental Technology (3篇), Journal of Environmental Science and Health(4篇), Journal of Hazardous Materials, Fisheries Science, Colloids and Surfaces A, Environmental Technology, Water, Air & Soil Pollution, Molecules, Journal of Applied Oral Science、Advanced Materials Research與Environmental Engineering Science等期刊。
(4)難分解有機物降解及其生物工程系統化：
本人以Triphenylmethane類染料進行生物工程去除技術研發及其分解機制之探討，本人構思不同處理技術進行染料最適化處理，並利用高等化學分析技術進行分解機制之探討，目前在基礎研究方面已獲得不錯之結果。近年研究之成果包括：(1)利用微生物篩選技術分解生物染劑－結晶紫與維多利亞藍，並建立完整之結晶紫與維多利亞藍去甲基化生化分解路徑，此成果為文獻中首見；(2)以「可見光」作為光催化劑(奈米級TiO2)之能量源，去除乙基紫，並以HPLC-ESI-MS等技術，探討乙基紫被分解之機制，此研究所得之分解機制為文獻中首見；(3)以UV-365為光源，探討pH與奈米級TiO2添加量對於孔雀石綠之去除效果，並以HPLC–PDA–ESI-MS技術建立孔雀石綠於酸性與鹼性下之分解機制；(4)進行結合光催化與生物處理複合系統處理難分解之結晶紫與乙基紫染料，並完成工程化最適條件之評估，迄今已將研究成果發表於：Bioresource Technology, Biotechnology Letters, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Water Air & Soil Pollution, Environmental Chemistry Letter、Chemosphere(3篇)與 Journal of Hazardous Materials(2篇)等期刊，並已獲得一項結合光催化與生物處理技術之新型專利。
(5)微生物檢測技術與生物感應器之研發：
我國對於大腸桿菌群檢測之標準方法，為「多管發酵法」與「膜濾法」，除了檢體需經培養過程外，多管發酵法需經推定、確定及完成試驗相當費時(5-7天)，而膜濾法又有其使用上之限制(例如：操作時易受環境污染、毒性物質易濃縮於濾膜、濁度過高不適用等)，為解決此問題，國內有學者嘗試以RT-PCR之方法檢測致病菌，此法雖可同時定性及定量，但設備太昂貴為其缺點。有鑑於目前大腸桿菌群檢測之標準方法費時且需培養，而目前發展中之RT-PCR方法設備過於昂貴，而可直接分辨大腸桿菌群中屬「糞生」或「非糞生」菌源，甚至可辨別Escherichia coli、Klebsiella pneumonia、Enterobacter aerogenes、Citrobacter freundii四株主要大腸桿菌群指標性微生物，為目前各國法令研擬之趨勢。因此，本人以設計專一性探針(probe)研發PCR-ELISA(國科會大專計畫NSC 95-2815-C-157-001-E)與FISH(國科會大專計畫NSC 96-2815-C-157-003-E)之方式建立一套靈敏度高、便宜且可快速(4小時)檢測與鑑別水中大腸桿菌群的技術。以PCR-ELISA之方式為例，研究成果可實際應用於「保護生活環境相關環境基準」、「放流水標準」及「飲用水水源水質標準」之大腸桿菌群監測上。後續更完整之研究仍在努力中，本研究部分內容曾獲得「95年度大專學生參與專題研究計畫研究創作獎」。為投入BOD biosensoer 之研究，本人將冷光基因構築於大腸桿菌中(Escherichia coli)，形成冷光型基因重組大腸桿菌生物感應器，結果顯示可快速檢測(2 小時)實驗室自製水之生化需氧量，但實際水質監測準確度仍待加強，應可作為輔助標準BOD 檢測/監測技術之工具(國科會大專計畫NSC 97-2815-C-157-002-E)，另發展微生物燃料電池型生物感應器(MFC biosensor)，以植種特定6種產電菌，採批次及連續式方式，在去除干擾條件下，可快速達成檢測BOD之目的。在本人擔任共同主持人[以基因工程技術構築環境常見之污染物之新型生物檢測系統]計畫中(NSC 96-2218-E-157-002 -)，已成功篩選出Pseudomonase putida (PP-23)之萘雙氧化酶(Naphthalene dioxygenase, NDO)與麩胺基硫轉移酶(Glutathione S-transferase, GST)之基因及啟動子，並分別構築NDO 與GST 調控子於冷光基因Luc 之上游質體，成功轉殖進入Pseudomonase putida (PP-23)中，完成萘化合物之生物檢測感應系統，另亦利用T7啟動子、冷光報告基因與TOL質體所構築之重組大腸桿菌，達成快速檢測水中甲苯濃度之應用研究(國科會大專計畫NSC 99-2815-C-157-005-E)，本研究並再次獲得「99年度大專學生參與專題研究計畫研究創作獎」。另外本人亦使用變性梯度明膠電泳(DGGE)技術追蹤生物處理過程中菌相之變動情形，來解釋生物反應器中發生何種生化反應，並與當時之環境條件相比照，相關結果亦發表於Journal of Environmental Science and Health、Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology、Environmental Technology、Sensors 、Journal of Hazardous Materials及Bioresource Technology期刊。
(6)水域溫室氣體逸散通量與水質特性之關連性研究：
碳循環與全球溫室效應息息相關，過去先進國家致力於溫室氣體人為排放源產量調查與減量，近幾年已將焦點轉移至天然排放源。有關水域溫室氣體通量調查與其碳循環關聯性，是目前國際間大型計畫著力重點，因應IGBDⅡ科學研究重點及整合型計劃，本人參與永續會所主導之臺灣區整合型計畫，迄今已進行六年之野外實測研究。本人在計畫中主要負責建立水域溫室氣體逸散通量與水質特性之關連性研究，特別是聚焦在微生物特性這塊。研究結果顯示，水體中僅BOD及生菌數與CO2通量關聯性最高(y =0.00032x1+3.18089x2+25.37304)，正午時分大量藻類存在將嚴重影響CO2逸散通量，而水體中ORP則與CH4通量有較高度關聯性(y =-0.825216x1+169.02257)，而在底泥特性與CO2及CH4通量之關聯性方面，TOC及T-N之含量與CH4通量成正相關(y =5.073962x1+2.871245x2-12.3262)，但無任何底泥特性與CO2通量有關聯性(R2>0.2)。將其他地區水質特性帶入回歸方程式中進行預測，約有15%之誤差，此研究成果首次在國際上揭露，受到極大之迴響與重視，目前已將研究成果發表於Journal of the Air and Waste Management Association、Taiwanese Journal of Agricultural Chemistry and Food Science與Journal of the Biomass Energy Society of China 期刊，並正彙整氣體通量與瓶裝水逸散氣體通量之關連性及溫室氣體通量與不同濃度範圍水質(微生物特性)之關聯性資料，並進行投稿，同時亦著手研究底泥甲烷菌菌相與溫室氣體產生之關連性。
(7)廢氣生物處理技術與生物系統之開發：
本人以畜殖場惡臭(氨氣、硫化氫、有機硫、有機胺與揮發性脂肪酸)為處理對象，利用強化馴化進行微生物篩選，獲得三種完全不同除臭機制數株之菌種(自營、異營及兼性自營)與各類除臭菌之生理特性評估(包括產物、碳源影響、基質抑制、代謝機制、生長速率與基質利用率)，並可成功應用於不同產業別(畜殖場、化製廠、魚類加工廠、製鞋廠、石化工廠)之廢氣處理。重要研究成果包括：(1)發展不同濾料(褐藻膠、活性碳)及不同型態反應器(填充床、流體化床及滴濾床)進行模場研究，並將最適系統實際應用於養豬場、豬糞堆肥場與模具式廚餘堆肥場；(2)發展酵素動力模式與預估模式，進行除臭行為之量化；(3)根據農產事業體所排放之氣體濃度範圍及組成，設計出適合處理各種氣體種類及濃度組合之植種菌株組合與生物反應器系統；(4) 「創新地」導入分子層次之生物技術(變相梯度凝膠電泳技術、螢光原位雜交技術)於廢氣生物處理領域；(5)首次清楚揭露當利用具有吸附能力之擔體時，物理吸附與生物氧化之界線，並以實驗設計－反應表面分析法(RSM)建立生物系統之操作規範，為該領域研究上之創見；(6)研發生物－化學除硫系統，於短時間去除極高濃度(達1,500 ppm)硫化氫並同時再生化學反應劑，未來將應用於沼氣純化之能源再生研究上。目前這些研究成果已發表於：Biotechnology Techniques(2篇), Journal of Biotechnology, Biotechnology Progress(2篇), Journal of Chemical Technology and Biotechnology(2篇), Bioresource Technology(2篇), Chemosphere(3篇), Journal of the Air and Waste Management Association(3篇), Environmental Engineering Science, Journal of Renewable and Sustainable Energy與Journal of hazardous materials(2篇)等期刊，並獲得三項「發明」專利。