Исследования, проводимые в лаборатории направлены на изучение механизма реакций, структуры, реакционной способности и динамического поведения короткоживущих промежуточных радикальных частиц в биологически важных молекулярных системах и фотопроцессах. В лаборатории проводятся работы по создание неравновесных спиновых систем с помощью метода химической ядерной поляризации (ХПЯ) и гидрирования параводородом; исследованию влияния электронных и ядерных спинов на скорость и выход химических и биологических реакций; исследования динамических процессов с участием белковых молекул и нуклеиновых кислот. ЯМР (микро)томография распределения и транспорта предшественников активных компонентов и других растворенных веществ с использованием параводородной гиперполяризации. Исследования протеомного и метаболомного составов тканей человека и подопытных животных. Исследования фотофизики и фотохимии биологически значимых метаболитов.