ศ.ดร. พิมพ์ใจ สนใจศึกษาความรู้พื้นฐานในด้านกลไกการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ โดยเฉพาะเอนไซม์ในกลุ่มที่มีสารประกอบประเภทวิตามินบีสอง (Flavin) เป็นตัวช่วยในการเร่งปฏิกิริยา นอกจากใช้วิธีการทดลองทางด้านชีวเคมีทั่วไปในการศึกษาแล้ว มีการใช้ข้อมูลทางจลนศาสตร์และอุณหพลศาสตร์ ซึ่งได้มาจากการทำการทดลองกับเครื่องมือ stopped-flow spectrometer ควบคู่ไปกับการวัดสมบัติทางด้านสเปคโตรสโกปีชนิดต่างๆ เพื่อเป็นตัวบ่งชี้ถึงกลไกการเกิดปฏิกิริยาด้วย รวมทั้งการศึกษาโครงสร้างทางสามมิติของเอนไซม์ต่างๆ เอนไซม์หลักที่ศึกษา มี 4 กลุ่ม ได้แก่

1. เอนไซม์ที่ทำหน้าที่ย่อยสารประกอบอะโรมาติก ซึ่งทำให้จุลินทรีย์สามารถบำบัดของเสียในสิ่งแวดล้อมด้วยกระบวนการทางชีวภาพได้

2. เอนไซม์ลูซิเฟอเรส (luciferase) ที่สามารถเร่งปฏิกิริยาการเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิต โดยได้ทำการแยกเอนไซม์ชนิดนี้จากแบคทีเรียเรืองแสงในทะเล

3. เอนไซม์ไพราโนสออกซิเดส (pyranose oxidase) ในการสังเคราะห์สารให้ความหวาน โดยศึกษาถึงข้อมูลเชิงลึกในการเกิดปฏิกิริยา เพื่อนำความรู้ที่ได้ไปประยุกต์ใช้งานเอนไซม์ตัวนี้ในภาคอุตสาหกรรมได้ดีขึ้น

4. เอนไซม์เซอรีนไฮดรอกซีเมททิลทรานสเฟอเรส (serine hydroxymethyl transferase, SHMT) เพื่อการนำไปสู่การพัฒนายาต้านมาลาเรียตัวใหม่ต่อไป

ผลงานวิจัยของ ศ.ดร. พิมพ์ใจ เป็นที่ยอมรับในวงการวิทยาศาสตร์ระดับโลก และสามารถตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการชั้นนำได้ เช่น วารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) , Journal of Biological Chemistry เป็นต้น