Сектором лабораторного анализа (в составе Лаборатории физико-химических исследований) осуществлены работы по изучению материалов и техники живописи уникальных памятников – росписи Дионисия в церкви Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря, древние соборы Новгорода, иконостасные комплексы Московского Кремля, Успенского собора Кирилло-Белозерского монастыря, древнерусских, византийских и западноевропейских средневековых рукописей, итальянской живописи из собрания ГМИИ им. А.С. Пушкина, и других шедевров мирового и русского искусства.