长期致力于核技术和分析方法学的研究，并将其应用于多个领域，现主要从事核能化学和放射医学研究。主持基金委重大研究计划和多项重大基金项目。已发表SCI论文600余篇，包括Nature及其子刊,Chem Soc Rev，PNAS，JACS等，中文著作8本，英文5本，在国际重要会议作大会或主旨报告60余次。获全国科学大会奖、国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖等国家级和部委级奖9项。2005年获国际放射分析化学和核化学领域的最高奖-George von Hevesy奖,是第1个发展中国家获奖人。2014年获汤森路透奖，近年多次获爱思唯尔高被引科学家称号。

浙江省先进质谱技术与分子检测重点实验室主任。中国仪器仪表学会分析仪器分会副理事长，质谱专业委员会副主任委员，中国化学会有机分析分委员会委员等。主要研究方向包括新型质谱仪器及其分析方法，临床质谱，质谱学方法研究分子间相互作用等。先后主持“国家重大科学仪器设备开发专项”、国家自然科学基金重大科学仪器专项等项目，研发成功多种新型离子阱质谱以及新型串级质谱分析方法等。已发表学术论文260余篇，获授权中国、美国、日本、欧盟等发明专利100余项；成果转化20余项；获2010、2017年度国家科技进步二等奖，2018年度上海科技进步二等奖，2015、2020年度中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖等。