到了1989年，我本要考慮史丹佛大學的聘請，到該校化學系任職。我先到舊金山看一下史丹佛大學的校區環境，回程中接到加州的斯克里普斯研究院（The Scripps Research Institute, TSRI）邀請我去演講的電話。演講後，院長勒納（Richer Lerner）當場就邀請我擔任剛要成立的化學系講座教授。我決定到TSRI可說是憑著直覺的，雖然TSRI沒有從事化學研究的經歷，但是在生物醫學領域相當知名，所以聽了勒納的想法後，我認為化學領域對生物醫學的發展很有潛力，就決定到TSRI，並協助成立化學博士班學程，開創化學生物學（Chemical Biology）領域。10年後，TSRI在這個領域被評為全美第一名。
我在美期間，從學生時代開始就對醣分子在生物體所扮演的角色有興趣，並在MIT期間與指導教授於1982年發表全世界第一篇以酵素法量產多醣分子的論文。在TSRI服務期間，是我在醣分子科學的研究最有成就也最受注目的時期，除了繼續發明以酵素大量合成各種不同醣分子的新方法，也開發第一個快速且可程式化的自動醣分子化學合成法（即「一鍋式合成法」），並先後在1992年及1999年刊登於《美國化學學會期刊》（Journal of the American Chemical Society）。我們不只可以用自動化一鍋法合成出多種癌細胞上的特殊醣分子抗原（例如Globo H，是一種含有六個單醣的寡醣，後來我們發現在15種癌細胞表面皆含有這種特殊的寡醣），也於1997年發表用酵素法合成出第一個複雜的均相化（homogeneous）醣蛋白分子。
因為這兩個有關醣分子合成的突破，開啟了我對醣分子在生物體的功能及其與疾病關係的研究，乃至於在醫學上的應用，例如癌症疫苗、均相化醣蛋白及抗生素的研發，我也因此獲得很多國際獎項，並獲選中研院及美國國家科學院院士。同時也曾兼任日本理化學研究所的職務，因此而遇到了當時的中央研究院院長李遠哲，成為我返台服務的契機。
醫藥應用無所不在
2000年，我在中研院化學研究所擔任特聘講座，三年後成為基因體研究中心的首任主任。當初回台的主要原因是想幫忙台灣改善學術研究環境以及生技產業的發展，沒想到當完三年的主任後，在2006年被選為中研院院長。其實我對台灣的學術研究環境，尤其是中研院的環境已經有相當的了解。擔任院長之後，我還是沒停止研究工作，實驗室一直有超過40位研究人員，包括碩、博士班學生以及博士後研究員，研究題目也一直圍繞在醣分子科學領域，但把重點放在醣生物醫學的研究及應用，並與不同領域的人合作，很多研究成果除了發表在重要的國際期刊，醣晶片、均相化抗體、癌症疫苗、癌症篩檢、廣效流感疫苗以及抗生素的技術發明，也透過專利申請並技轉給業界。
