荧光分子的设计与优化在生命科学、材料科学等研究领域中发挥着重要作用。目前大多数生物成像荧光团的优化都是基于一个多世纪前报道的一些荧光核心结构,探索和开发新结构类型的荧光核心团是该领域面临的一个重要挑战。环对苯撑类分子由于具有放射状取向π电子体系以及疏水、富电子的空腔,表现出优良的主体分子特点;同时,由于该类分子具有环形共轭体系,表现出独特的光物理特性,但是作为新型荧光染料并发展为新型生物成像工具的研究目前报道的还较少。环对苯撑（[n]CPPs）,是一类由多个苯环通过1,4-位相互连接形成的具有一定刚性、三维环状共轭分子（参数[n]表示结构中苯环的数目）,结构中所有碳原子均以sp2-方式杂化,形成具有放射状取向的π电子体系。近年来,关于CPPs的研究成为多个领域的热点:在扶手椅型碳纳米管邻域,CPPs可以看作是扶手椅型碳纳米管（CNTs）最短的重复片段,是自下而上制备高纯度CNTs的理想模板分子;其次,由于CPPs分子具有独特的弯曲共轭的几何构型,表现出环尺寸依赖的光电性质,以及对缺电子客体分子,例如富勒烯,表现出较强的分子识别能力,有进一步改进成为包合分子的潜力。最近,有文献报道了化学修饰的CPPs表现出较低的细胞毒性和良好的细胞成像能力,这表明环对苯撑分子（CPPs）具有成为新型染料骨架的潜力。上述成功的发现都表明了CPPs及其衍生物在光电功能材料、多孔材料、超分子化学、以及生物细胞成像等领域都表现出潜在的应用价值。2008年,Jasti课题组首次实现了CPPs的化学合成,之后,一系列具有不同直径的CPPs被合成出来。这种具有环状取向π电子体系的分子内在具有疏水且富电子的空腔,对缺电子型客体分子,例如富勒烯,表现出较强的分子识别能力。对于大环类主体分子的主客体化学研究中环糊精、杯芳烃、葫芦脲、以及柱芳烃,在构建贯穿式结构骨架以及分子机器方面,都取得了巨大的成功这表明对尚未完全了解的环对苯撑分子（CPPs）我们有进一步探索其分子识别能力的意义。2019年Jasti课题组首次报道了含叠氮基团的CPPs,并通过click化学修饰,将其进一步发展为新型生物成像工具,使靶向活细胞成像成为可能。荧光生物探针通常用于实时观察和跟踪细胞或亚细胞水平的生物事件,其中有机荧光团因其丰富的结构多样性而发挥了主导作用。然而目前的荧光探针成像分子都是基于上个世纪的母核结构修饰开发出来的,应变型、非平面碳纳米环作为一类新型的显像剂母核,具有独特的光物理性质,迄今为止的研究还十分有限。在此,完成了二甲氧基功能化[10]-和[12]CPP的合成和结构表征。利用紫外-可见光谱和光致发光（PL）光谱研究了其随尺寸变化的光学特性。富勒烯的尺寸选择性超分子性质也得到了验证。最后,在活细胞中研究了这些新型荧光染料大环支架的生物成像特性。