দেশে ফিরে তিনি নীল রতন সরকার মেডিকেল কলেজের প্যাথলজি ও ব্যাক্টিরিয়লজি বিভাগে যোগ দেন এবং কলেরা নিয়ে গবেষণা শুরু করেন। তার কলেরা নিয়ে গবেষণার অনেক আগে ১৮৮৩ খ্রিস্টাব্দে বিজ্ঞানী রবার্ট কখ কলেরা জীবাণু নিয়ে কাজ করতে কলকাতাতে আসেন। সেই সময় অবিভক্ত বাংলার পূর্ব ও পশ্চিমের বিভিন্ন জেলা গুলিতে এই রোগের প্রাদুর্ভাব দেখা যায়। যার ফলে খুব অল্প দিনের মধ্যেই মহামারিতে গ্রামের পর গ্রাম উজাড় হয়ে যেত। কলকাতায় কলেরা রোগ নিয়ে গবেষণা করে বিজ্ঞানী কখ কলেরা জীবাণুকে চিহ্নিত করলেন ও ১৮৮৪ খ্রিস্টাব্দে তিনি তার গবেষণা পত্র প্রকাশ করলেন। কিন্তু কখ রোগের জীবাণু ("Vibrio cholerae") আলাদা করলেও কোনভাবেই এই জীবাণু দ্বারা সুস্থ প্রাণীর শরীরে রোগ সৃষ্টি করতে পারলেন না। ফলে রোগের জীবাণু আবিষ্কার হলেও রোগ প্রতিরোধ সম্ভব হচ্ছিল না। তিনি মনে করেছিলেন জীবাণুটি দ্বারা নিঃসৃত বিষ হলো একধরনের এন্ডোটক্সিন, যা ব্যাকটেরিয়াটির কোশপ্রাচীরের সাথে যুক্ত থাকে এবং সেটিই কোশকে পুরোপুরি মেরে ফেলে। অথচ এই প্রক্রিয়ারও কোনো সঠিক বর্ণনা দিতে তিনি অসমর্থ হন। বিজ্ঞানী শম্ভুনাথ কখ প্রবর্তিত এই কলেরা রোগ সংক্রমণ পদ্ধতির বিরোধিতা করেন। তিনি একটি প্রাণী মডেল তৈরি করার চেষ্টা করেন যার দ্বারা সংক্রমণ পদ্ধতিতে ব্যাখ্যা করা যায়। পরবর্তী দুই বছরের মধ্যে তিনি "প্রাণী মডেলটি" তৈরি করতে সক্ষম হন। তার এই গবেষণাপত্রটি "An experimental study of the mechanism of action of Vibrio cholerae on the intestinal mucous membrane" শিরোনামে ১৯৫৩ খ্রিস্টাব্দে প্রকাশিত হয়। তার এই বৈজ্ঞানিক সন্দর্ভটিকে ১৯৮৭ খ্রিস্টাব্দের ৯ ফেব্রুয়ারি একটি দৃষ্টান্তমূলক সন্দর্ভ হিসেবে স্বীকৃতি দেওয়া হয়।

পরবর্তীকালে এই বিষয়ে গবেষণাকালে বিজ্ঞানী শম্ভুনাথ কখ প্রবর্তিত কলেরা রোগ সংক্রমণ পদ্ধতির বিরোধিতা করেন। পুরোনো ধ্যানধারণাকে পাল্টে তিনি বলেন কলেরার বিষটি একপ্রকার এক্সোটক্সিন প্রকৃতির। তার এই মতামতের সপক্ষে তিনি একটি পরীক্ষা করলেন- "বিচ্ছিন্ন আন্ত্রিক ফাঁস পরীক্ষণ" বা "Ligated Intestinal Loop Experiment"। তিনি একটি খরগোশের ক্ষুদ্রান্ত্রের কিছুটা অংশ ওপর নিচে সুতো দিয়ে বেঁধে তার মধ্যে ইঞ্জেকশন করে কলেরার জীবাণু প্রবেশ করলেন। পরদিন দেখা যায়, ক্ষুদ্রান্ত্রের ওই অংশ চাল ধোয়া জলের মত তরল পদার্থে (যা কলেরা রোগীর মলের মত দেখতে) ভরে গেছে। এর পর তিনি গবেষণাগারে কৃত্রিমভাবে কলেরা জীবাণুর বংশবৃদ্ধি ঘটিয়ে কোশ নিঃসৃত তরল পদার্থ খরগোশের ক্ষুদ্রান্ত্রে প্রবেশ করিয়ে একই ফল পেলেন। যারদ্বারা তিনি প্রমাণ করলেন কলেরার জীবাণু যে বিষাক্ত পদার্থ তৈরি করে তা এক্সোটক্সিন প্রকৃতির এবং এন্টেরোটক্সিনধর্মী। তিনিই প্রথম কলেরা গবেষণায় খরগোশকে ব্যবহার করে সফলভাবে রোগ সংক্রমণ পদ্ধতি উপস্থাপন করতে পেরেছিলেন। তার এই পরীক্ষণ ও পর্যবেক্ষণ ১৯৫৯ খ্রিস্টাব্দে বিখ্যাত "নেচার" গবেষণা পত্রিকায় "Enterotoxicity of bacteria-free culture-filtrate of Vibrio cholerae" শিরোনামে প্রকাশিত হয়। সেই সময়ে এই সন্দর্ভটি পরিচিতি না পেলেও বতর্মানে এই থিসিস পেপারকে কলেরা গবেষণার মাইলফলক হিসেবে স্বীকৃতি দেওয়া হয়েছে। তার গবেষণার ফলে "Vibrio cholerae"-এর বিষের প্রকৃতি সম্পর্কে সম্যক জ্ঞান অর্জন হওয়ায় ও কলেরা টক্সিন আবিষ্কার পরবর্তীতে কলেরা রোগের প্রতিষেধক প্রস্তুতি ও নিরাময় সম্ভব হয়।

কলেরা রোগ-সংক্রমণ পদ্ধতি
নোবেল ফাউন্ডেশন সম্মেলন ও পরবর্তী জীবন
কর্মজীবন
জন্ম ও বাল্যকাল