在生物芯片的研究中有重要建树和创新。回国前他关于“芯片实验室”的研究成果发表在1998年的Nature Biotechnology上，并以标题“Lab on a chip”成为该期封面故事，被当年Science评出的世界科技十大突破Biochip一项所引用。回国后他主持建立了国内急需的疾病预防、诊断和预后分子分型芯片技术体系，领导研制了基因、蛋白和细胞分析所需的多种生物芯片，实现了生物芯片所需全线配套仪器的国产化。主持研制了生物芯片类产品及配套仪器共60余项，获国内外发明专利共106项、获国家医疗器械证49个，负责起草了7项用于临床诊断的生物芯片行业标准和5项国家标准。实现了国产生物芯片类产品向欧美等发达国家的批量出口，累计销售收入近15亿元。

主编中英文著作各4部，在Nature Biotechnology、Nature Communications等杂志发表SCI论文124篇，他引近4600次。获留学回国人员成就奖（2003年）、求是杰出青年成果转化奖（2004年）、中国青年科技奖（2004年）、国家技术发明奖二等奖（2007年）、何梁何利科学与技术创新奖（2008年）、谈家桢生命科学创新奖（2008年）、首届中国留学人才归国创业“腾飞”奖（2010年）、光华工程科技奖（2014）和杰出工程师奖（2014）等奖励和荣誉。