1 мая 1899 г. в актовом зале Московского Университета Ивану Ткешелашвили торжественно была присвоена учёная степень магистра фармации, и он подписал факультетское обещание всю жизнь заниматься химией и фармацией и совершенствовать эти науки. Клятву эту он сдержал.

Однако ещё в бытность свою простым аптекарским помощником он открыл совершенно новую область применения своих знаний. Этой областью стала фотография.

В 1897 г. он избран действительным членом Российского фотографического общества. А уже через год на Пятой выставке Императорского Технического Российского Общества представил своё изобретение – новейший фотографический клей "гумарин", оберегающий отпечатки от повреждений при наклеивании. При этом его деятельность не ограничивается изысканиями в области фотографической химии. Он открывает маленькое ателье в Москве, на Мясницкой улице в доме № 23 и продолжает эксперименты с реактивами.

Тем временем аптекарская его карьера стремительно летит вверх. Молодой фармацевт получает заманчивое предложение от фирмы В.К. Феррейна - открыть при Старо-Никольской аптеке бактериологическую и стерилизационную лабораторию, а в свободное время вести аналитические работы в химико-бактериологической лаборатории. Одновременно с этим Ткешелашвили начал преподавать химию, фармацию и латинский язык в Иверской общине Сестёр Милосердия. 

Ещё в 1898 г. он совершил первую свою научную экспедицию на Северный Кавказ. И в 1899 в типо-литографии товарищества "И.Н. Кушнарев и К" выходит в свет его книга-путеводитель под названием "От Владикавказа до Кутаиса: путеводитель по Военно-Осетинской дороге. Записки экскурсанта". Путеводитель содержал подробное описание флоры и фауны Северной Осетии и Грузии и сопровождался фотографиями Ткешелашвили.

На II конкурсе фоторабот членов РФО в 1899 г. Иван Софронович удостоится похвальной грамоты именно за этот путеводитель. 11 октября 1900 г. на собрании членов РФО он делает сообщение: "Краткий отчёт о фотографической экскурсии по Кавказу" и демонстрирует диапозитивы, снятых им во время экспедиции по Северному Кавказу и Закавказью.

В 1901 г. он разработал и прочитал в РФО курс фотографической химии, не раз выступал с докладами, посвящёнными усовершенствованию реактивов. В следующем году по предложению все той же фирмы В.К. Феррейна организовал Фармацевтическую школу для аптекарских учеников. Преподавателями стали такие знаменитые профессора, как Д.М. Дербичев, В.А. Дейнега, В.А. Тихомиров и сам Александр Феррейн. В том же году Иван Софронович начал преподавать в Университете практическую фармацию. Он едет в Германию для изучения в Бейерсдорфских лабораториях техники изготовления резиновых пластырей и по возвращении внедряет эту технологию в среде московских фармацевтов.

Однако Кавказ не отпускает его. Наряду с книгами, посвящёнными  истории аптекарского дела, Ткешелашвили выпускает путеводители: "Военно-Осетинская дорога", "Военно-Сухумская дорога", "Военно-Грузинская дорога". И везде - его фотографии и тщательнейшие описания флоры Кавказа. Выходит также его этнографическая книга о Сванетии.

В 1904 г. Иван Софронович получил привилегию на открытие аптеки в Ессентуках и перебрался туда. Впрочем, довольно скоро он передал аптеку молодым коллегам-фармацевтам и сосредоточился на работе в лаборатории.

Живя в Осетии, Ткешелашвили много фотографировал. К сожалению, сейчас мы можем только догадываться о сути этих фотографий по скудным описаниям: Обвал Геналдонского (Санибанского) ледника 3 - 6 июля 1902 г.; кладбище с древними некрополями у селений Верхнее и Нижнее Саниба Владикавказского округа Терской области; Акклиматизационный сад Н.Ф. Грабовского (близ Владикавказа); сбор лекарственных растений.

Он открывает небольшие фотолаборатории во Владикавказе и в Ессентуках и даёт такое объявление: "Г-да члены Русского фотографического общества, посещающие Кавказские Минеральные воды и желающие пользоваться лабораторией и тёмной комнатой, могут пользоваться таковыми у д. чл. О-ва Ивана Софроновича Ткешелашвили, Эссентуки, Главная курсовая, д. И.Зимина».

В 1905 году выходит в свет одна из главных его книг – "Краткая история Русской аптеки".

В Ессентуках Ткешелашвили тесно общается с Г.И. Раевым и другими фотографами, выступает одним из инициаторов создания Общества Благоустройства города, редактирует иллюстрированный путеводитель "Курорт Ессентуки". Он много пишет, занимается изысканиями в области ботаники и биологии. Уникальная коллекция бабочек - дар Ивана Софроновича - становится основой для создания естественно-научного отдела в городском музее. До сих пор в Ессентуках тепло вспоминают Ткешелашвили. Дом его на Интернациональной, 5 объявлен памятником культуры и находится под охраной государства.

В 1909 г Ткешелашвили на несколько лет переезжает во Владикавказ, где становится одним из учредителей Владикавказского отделения Российского Горного общества. В время он вместе с другими членами общества совершает несколько пеших горных походов.

Вернувшись в Ессентуки, в 1917 г. он возглавил Гражданский исполнительный комитет – орган временного правительства, но с началом революции покинул этот пост. Лаборатория была национализирована, однако сам Иван Софронович не пострадал.

В 1919 г. он покинул Ессентуки и вернулся на родину, обосновавшись в Тифлисе и открыв там химико-бактериологическую лабораторию при аптеке О.Земмель. С 1924 г. преподавал фармакологию в университете, служил химиком в Госкурорте. Далее были Социально-Гигиенический Институт, и Всесоюзный Институт Лекарственно-технического сырья и субтропических культур.

Но фотографию он не забывает. Более того, в 1931 г. по поручению Госкинопрома Ткешелашвили руководит съёмками кинофильма "Флора Грузии или знойный Юг"».

До конца жизни Иван Софронович занимался изучением лекарственных и ядовитых растений Кавказа, выпустил ряд монографий. Ему принадлежит несколько изобретений в области химической промышленности и фотографической химии.

Умер И.С. Ткешелашвили в 1942 г. в Тбилиси в доме № 105 по улице Камо.