药物化学团队以刘天军研究员为学科带头人，团队成员包括研究员2名，副研究员3名，助理研究员2名，每年培养博士研究生1名和硕士研究生2名。研究方向包括血液代用品的研制， 医学影像分子探针设计，光敏药物，以及天然药物的改性设计。

1. 重大新药创制科技重大专项研究任务，2018ZX09711001-005-018，水溶性紫杉醇IBME-Z-1的临床前研究，2018.01-2020.12，369.18万元，在研，主持；
2. 天津市高层次创新创业团队，TJTZJH-GCCCXCYTD-1-30，光动力治疗研发团队，2015.02-2020.12，100万元，在研，主持；
3. 中国医学科学院医学与健康科技创新工程协同创新团队项目任务，2017-I2M-3-021，人工合成氧载体的研究，2017.01-2020.12，160万元，在研，主持；
4. 中国医学科学院生物医学工程研究所2016年开发项目，开发1606，高效低毒光敏抗肿瘤药物的研制，2016.01-2018.12，450万元，已结题，主持；
5. 天津市新药创制重大科技专项，12ZCDZSY11900，高效低毒光敏药物的研制，2012.10-2016.09，150万元，已结题，主持；
6. 横向课题，横向1308，高效低毒光敏抗肿瘤药物的研究，2013.05-2018.12，500万元，已结题，主持；

1. 重大新药创制科技重大专项研究任务，2018ZX09711001-005-018，水溶性紫杉醇IBME-Z-1的临床前研究，2018.01-2020.12，369.18万元，在研，主持；
2. 天津市高层次创新创业团队，TJTZJH-GCCCXCYTD-1-30，光动力治疗研发团队，2015.02-2020.12，100万元，在研，主持；
3. 中国医学科学院医学与健康科技创新工程协同创新团队项目任务，2017-I2M-3-021，人工合成氧载体的研究，2017.01-2020.12，160万元，在研，主持；
4. 中国医学科学院生物医学工程研究所2016年开发项目，开发1606，高效低毒光敏抗肿瘤药物的研制，2016.01-2018.12，450万元，已结题，主持；
5. 天津市新药创制重大科技专项，12ZCDZSY11900，高效低毒光敏药物的研制，2012.10-2016.09，150万元，已结题，主持；
6. 横向课题，横向1308，高效低毒光敏抗肿瘤药物的研究，2013.05-2018.12，500万元，已结题，主持；
7. 973项目，2006CB705703，卟啉类近红外荧光分子探针的设计合成与优化，2006.12-2011.12， 62.4万元，已结题，主持；
8. 国家重大研究专项--纳米专项，2006CB933202，纳米跨越细胞膜的机制研究，2006.12-2011.12，26万元，已结题，主持；
9. 教育部博士点基金，20070023020，卟啉类近红外荧光分子探针的设计与合成， 2008.01-2010.12，6万元，已结题，主持；
10. 科技部院所技术开发专项，NCSTE-2007-JKZX-307，用于肺癌、乳腺癌早期诊断的系列技术研究，2007.01-2010.12，20万元，已结题，主持；
11. 国家自然基金面上项目，50573092，具备血红蛋白功能的超分子体系的合成与性能研究，2006.01-2008.12，28万元，已结题，主持；
12. 教育部新世纪优秀人才计划项目，2006.01-2008.12，25万，已结题，主持；
13. 人事部留学回国人员项目择优资助重点项目，卟啉聚合物作为血液替代品的研究，2005.01-2005.12，已结题，主持。

1.  在世界上首次发现在空间条件允许情况下，有机基团的色散力贡献具有线性加和性这一规律。（2002）
2.  双层可降解血管支架 ：与泰达国际心血管病医院刘晓程院长合作研制了用于心肌缺血和下肢缺血血运重建的血管再生支架，通过荷药单向双层可降解支架原位降解长出新的毛细血管，使得该领域逾五十年的难题获得突破。（2005）
3.  首次提出血液代用品研究需要关注CO2问题，加、俄、英，美、中等学者在血液代用品研究中引入碳酸酐酶效果提升均证实该学说。（2007）
4.  研究了高效低毒、组分单一、效果优于国际同类上市药物的新一代光敏抗肿瘤药物 （2011）、广谱抗菌难耐药的光敏抗菌药物。（2014）
5.  研制了水溶性紫杉醇，水溶性提高万倍，毒性下降8倍，而药效提高18%。（2016）
6.  研制了高效抗人乳头瘤病毒药物，已获中国、日本、美国、德国、英国、法国专利授权。（2015）
7.  发现效果优于单抗的肿瘤靶向分子体系，构建了适用于多种肿瘤早期筛查的探针与靶向药物。（2018）