微細加工技術を用いて，バイオテクノロジーや，分析技術を微小化する研究に従事している。その中でも特に，現在のバイオテクノロジーにおけるコア技術の1つであるPolymerase Chain Reaction (PCR) と呼ばれる遺伝子増幅技術を，数センチ程度のチップサイズにまで微小化する研究を中心に推進している。

半導体微細加工技術によりPCRの反応場を，細胞サイズまで微小化し，チップ上に集積化することで，多数の細胞を単離し個別に遺伝子の増幅が可能な一細胞PCR技術を開発している。従来の試験管などのマクロなサイズから，反応場をマイクロスケールまで微小化することにより，省サンプル・省試薬・省廃液化が可能となる上，加熱・冷却を繰り返すPCRにおいては，体積縮小に伴う熱容量の低減から，極めて高速な温度コントロールと反応制御が可能となる。さらに，この技術の特徴は，細胞に限らず大多数の粒子を含んだ溶液を，微小なサイズに細分化していくことで，最後には粒子が1個もしくは全く存在しない“量子化”された状態を簡便に作り出すことが可能な点にある。このように，従来は集合として平均化して捉えていた情報ではなく，個々の成分について網羅的に把握する技術は，微小化によって初めて実現される特性といえ，細胞サイズまで微小化した反応場により一細胞の分析を実現した報告は，世界に先駆ける成果であった。

これ以外にも，電気泳動技術をオンチップ化したマイクロチップ電気泳動法について，表面制御による分離の高度化する基礎研究から，免疫測定法へ展開する応用研究を進めると共に，光により表面物性を制御することで，チップ上の微小流体を操作する技術を開発している。

これらの研究により将来は，小児白血病や膀胱癌などに見られる血液・尿中に僅かに混在する前癌細胞及び癌化細胞の検出による癌の早期診断などの臨床分野のみならず，食品や環境中の病原微生物の迅速検査等，多岐にわたる応用を目指している。