1982年，毕业于湖南师范大学化学专业并获学士学位。
1985年，毕业于中国科学院山西煤炭化学研究所物理化学专业并获硕士学位。
1992年，毕业于美国密歇根大学物理化学专业并获博士学位。
1996年，被佛罗里达大学化学系聘为助理教授。
2000年，担任佛罗里达大学纳米生物研究中心副主任。
2000年，受聘为湖南大学兼职教授。
2001年，佛罗里达大学化学系副教授。
2003年，佛罗里达大学化学系教授。
2004年，担任佛罗里达大学研究基金会教授。
2005年，创立湖南大学生物医学工程中心。
2008年，受聘为佛罗里达大学V. T. and Louise Jackson Professor of Chemistry。
2009年，任湖南大学特聘教授。
2010-2015年，担任湖南大学生物学院创院院长。
2010年至今，担任化学生物传感与计量学国家重点实验室（湖南大学）主任，湖南大学化学化工学院教授，湖南大学生物学院教授。
2015年12月7日，当选中国科学院院士 。
2016年11月，当选为发展中国家科学院院士。
2017年8月，就任湖南大学副校长。
2018年12月3日，任湖南大学副校长，试用期满，考核合格，正式任职。
2019年，担任中国科学院大学附属肿瘤医院（浙江省肿瘤医院）院长，中国科学院肿瘤与基础医学研究所所长，当选欧洲科学院院士
。
2020年，当选湖南大学校务委员会副主任。
2020年5月，卸任湖南大学副校长。
1994年，获“美国能源部杰出博士后研究者”称号。
1997年，贝克曼基金会杰出青年奖。
1998年，惠塔克基金生物医学工程奖。
2000年，“国家杰出青年基金（B）”获得者。
2004年，“匹兹堡分析化学和光谱学成就奖”。
2017年2月，荣获第十届“湖南光召科技奖”。
2018年3月，获美国化学会“光谱化学分析奖”。
2018年11月，获何梁何利基金科学与技术进步奖（化学奖）。
2019年，获匹兹堡分析化学成就奖，生物分析化学杰出贡献奖。
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