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纳米二氧化铈(CeO2)因其特殊的表面性质，能够清除自由基，可以作为一种潜在的抗氧化药物，可用于辐射保护、神经保护等;同时也有报道指出，纳米CeO2在进入生物体后，会产生大量活性氧自由基(ROS)，过量的ROS会和DNA、蛋白质反应，造成脂质过氧化，使DNA和蛋白质受损，产生细胞毒性效应，甚至导致细胞凋亡。这两种完全相反的结论极大地限制了纳米CeO2的临床应用。由于纳米CeO2的生物效应机理目前尚不明确，许多学者开始从各个方面研究影响其抗氧化性能的因素，但是这些影响因素的研究并不能解释纳米CeO2在其抗氧化性和氧化性能存在矛盾报道的原因。为了突破这一瓶颈，本文主要研究了纳米CeO2生物效应转化的影响因素。 (1)首先用水热法合成了四种不同形貌和尺寸的纳米CeO2材料:纳米颗粒(5-10 nm和15-20 nm)和纳米块(20-25 nm和30-40 nm)。运用TEM，XPS，DLS等方法对材料的形貌、尺寸及表面性能进行了表征。通过MV-Fenton体系运用紫外分光光度法研究了这四种材料在不同的Fenton体系中的性能。结果显示，四种材料在低自由基浓度体系中具有很好的抗氧化性能，但是在高自由基浓度体系中则使体系内自由基含量升高，表现氧化性能。之后研究了纳米CeO2浓度对其性能的影响，结果发现，纳米CeO2的抗氧化能力一开始随着其浓度升高而逐渐加强，但是浓度达到一定值后，随着材料浓度的增加抗氧化能力下降，最后则出现反转现象，表现氧化性能。这些结果说明研究体系内自由基含量以及材料自身浓度都会促使纳米CeO2由抗氧化性能到氧化性能的转变。研究中我们还发现，纳米CeO2的尺寸和形貌也会对其生物效应产生影响。 之后我们对发生这一转折的机理进行了探究，将纳米CeO2在低浓度自由基和高浓度自由基的体系中反应一段时间后，用UV表征了纳米CeO2表面性能。实验发现在高浓度自由基体系中Ce3+含量比低浓度自由基体系中纳米CeO2表面Ce3+含量要高。而且CeO2浓度的增加也会使得体系内Ce3+含量增加，所以推测Ce3+含量大幅度的增加是导致纳米CeO2在体系中生成大量自由基的原因，这种情况下在Fenton体系中，Ce3+一方面会起到和Fe2+一样的催化剂的作用，另一方面也会有助催化剂的作用，催化H2O2产生更多的自由基，从而表现氧化性能。本研究解决了目前针对纳米CeO2生物效应存在巨大矛盾的原因，指出了可以使其性能转变的因素，有利于调控纳米CeO2生物效应，同时推动纳米CeO2的生物应用进展。 (2)接下来通过MV-Fenton体系运用紫外分光光度法研究了体内小分子抗氧化剂-抗坏血酸对纳米CeO2的影响。实验发现，在与低浓度的抗坏血酸作用时，我们可以发现体系的自由基含量明显降低，这说明两者具有互相促进抗氧化的作用。但是将纳米CeO2与高浓度的抗坏血酸混合后，体系内自由基显著增加，并且增加量明显高于单纯抗坏血酸引起的自由基增加值。DLS，IR，XPS等表征手段发现，CeO2表面Ce3+含量随着抗坏血酸浓度的增加明显升高，抗氧化作用逐渐减弱，氧化作用增强。这可能是由于抗坏血酸与纳米CeO2之间产生了氧化还原反应，促使纳米CeO2表面Ce3+含量增多，使得纳米CeO2由抗氧化性转化为氧化性。说明抗坏血酸的浓度对纳米CeO2的生物效应有一定的调控作用。由于纳米CeO2的生物效应易受外界影响，所以对于纳米CeO2的生物应用还需更加谨慎。