如何精確表征蛋白質，特別是界面蛋白質的分子結構是理解蛋白質結構演變的關鍵，是國內外學者共同面臨的一個非常重要的難題。針對該難題，該小組發展了界面光譜多譜帶協同表征方法，首次利用和頻光譜技術成功測出了常規手段無法測量的界面蛋白質酰胺III信號。雖然a-螺旋與無規卷曲結構的酰胺I譜帶振動峰都位于1650 cm-1左右，但在酰胺III譜帶區域，它們的振動峰分別位于1260 cm-1以上和1260 cm-1以下，研究發現兩種結構所對應的酰胺III譜帶特征峰面積比與蛋白質中無規卷曲結構含量成線性關系。將酰胺I和酰胺III信號結合起來，解決了如何區分界面蛋白質a-螺旋與無規卷曲結構這一界面蛋白質多年的難題。審稿人給予了該工作極高的評價，其中一審稿人認為該工作解決了一個蛋白質表征上的缺口，提供了新的光譜窗口;另一審稿人說該工作是一個重要突破。
此外，在手性分子理論以及非線性光譜理論的啟發下，該研究組成功發展了免標記的手性與非手性界面光譜表征技術，原位、實時地表征了膽固醇分子在生物膜上的組裝與運輸行為：膽固醇分子以10°左右的傾斜取向角度插入中性生物膜中，并停留在生物膜磷脂雙層膜的外層，在純水環境下沒有發生翻轉行為(flip-flop)，膽固醇濃度較低和較高時分別以不同方式組裝。該成果發表于J. Phys. Chem. Lett.。該技術將為膽固醇在真實細胞環境下的組裝與動力學行為研究提供分子水平上的表征技術與研究思想指導。
葉樹集研究小組作為國際上利用非線性和頻光譜技術研究界面蛋白質分子結構與動力學僅有的幾個小組之一，發展了具有特色的表面與界面生物分子結構表征手段，并圍繞生物界面相關物理化學問題及其新表征方法的發展開展系統研究，在JACS、Langmuir、J.Phys.Chem.C、Analyst等國際期刊上發表多篇系統性文章，研究成果被JACS、PNAS、Ann.Rev.Anal.Chem.和Chem.Rev.等介紹與引用，獲得國內外同行的高度認可。由于該小組系統而有特色的研究工作，2013年Elsevier出版社邀請該小組為叢書Advances in Protein Chemistry and Structural Biology撰寫綜述論文，成為該叢書1944年創刊以來，第五篇以國內為第一作者單位署名發表的文章。
上述研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中央高校創新團隊等資金資助。
