面有重大成就」为由驳回，她只好在原先仅写「科学研究」的申请书中再加上「家庭经济学研究」，并表示自己将终身不婚，而是致力于钻研学问，她的申请才获得批准。她在1914年前往德国和美国，于芝加哥大学进行从事细胞生物学研究。她在1915年前往哈佛大学，于门下研究煤。在1918年至1939年期间，她都在那里教授遗传学，1919年时也在东京女子高等师范学校担任教授。1927年，她完成了博士学位论文《关于日本亚煤、褐煤和烟煤的结构》，成为日本首位获得理学博士的女性。1929年，保井创办细胞学杂志《Cytologia》