大連化物所分子探針與螢光成像徐兆超研究員團隊長期致力於螢光分子科學與工程研究，開展「標記-探針-成像」以螢光分子發光構效關係為核心，以「實驗/理論」相結合的模式深刻理解和探索分子發光機理，工程化創製高性能新型螢光分子，研究團隊與新加坡科技設計大學劉曉剛教授合作，在前期獲得高螢光強度和光穩定性系列新型螢光染料的基礎上，發現了一種新型的光誘導分子內電荷轉移機制，命名為「分子內扭轉電荷穿梭」（Twisted Intramolecular Charge Shuttle, TICS）。
光誘導電荷轉移是光合作用、太陽能電池、光催化劑、螢光探針等研究中的核心機制。電荷轉移過程的深入理解，對於光化學相關研究具有重要意義。雙方研究人員藉助有機螢光染料多維的螢光信號（強度、壽命、波長等），以螢光染料構效關係與理論計算交叉結合為出發點，發現了一種電荷在供體和受體間往返轉移過程（TICS）。研究發現，模型染料分子受到光照激發後，基態作為電子供體的二烷基胺在激發態可轉變為電子受體，並迅速隨著自身90o的扭轉由電子受體再次轉變為電子供體，由LE激發態轉變到TICS激發態，從而實現了電荷的往復「穿梭」。
該機制的發現進一步推進了分子水平上對光誘導電荷轉移機制的理解，在光電轉換、光催化等領域將具有重要價值。
徐兆超團隊還開發了一種不受環境pH影響的螢光分子開關，通過有效調控分子開關速度實現了長時間的超分辨螢光成像（
Chem. Sci.）。
超分辨螢光顯微鏡突破了傳統光學顯微鏡的衍射極限限制，使得光學顯微鏡能夠達到納米尺度的空間解析度，對生命科學的發展具有重要意義。科研人員通過引進分子內氫鍵穩定螺醯胺結構，報導了一系列螢光螺醯胺使得它們即使在酸性環境中也能夠具有好的光開關性能；進一步共軛修飾6-苯乙炔基萘醯亞胺，將激活光波長紅移到了可見光區域（>400nm），使得該類染料適用於活細胞超分辨成像；最後將這類耐酸性光開關螢光染料標記處於酸性環境（pH 4.5）中的枯草芽孢桿菌細胞膜表面，通過超分辨成像系統得到細菌細胞膜的三維超分辨圖像。
此外，研究團隊還提出了變型螢光傳感器的概念，改變傳統螢光探針的「一把鑰匙開一把鎖」的主客體識別模式為具有類似萬能鑰匙的分子實驗室功能（lab-on-a-molecule）模式，即一個探針分子就可以識別區分眾多的分析物，實現了多種臨床耐藥菌的鑑定。
多重耐藥細菌感染已成為病患發生嚴重併發症和死亡的主因之一。臨床上快速、有效的耐藥菌診斷技術將十分有助於患者獲得及時的治療。