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随着纳米技术的飞速发展，目前已有大量的人造纳米颗粒被应用于工业、生物医药和日常消费品中。纳米CeO2是最重要的一类稀土氧化物纳米颗粒，具有较强的氧化还原性能，较高的储存氧和释放氧的能力和特殊的晶体结构，因而在各个领域有着十分广泛的应用。目前关于纳米CeO2生物效应的研究已成为人们关注的热点课题，已有的报道存在很多自相矛盾的地方，对于其生物效应的界定非常模糊。有文献报道，纳米CeO2能够清除细胞内的自由基，在生物医药方面有着很好的应用前景;然而一些体内和体外实验证明，纳米CeO2能够诱导产生自由基、引起炎症反应、促进细胞凋亡和引起组织病理学损伤。 本文以人支气管上皮细胞(16HBE)为模型，研究了纳米CeO2的细胞生物效应及其可能机制;通过电子转移的方式构建的基于纳米CeO2的纳米人工酶具有较强的清除超氧阴离子的能力。开展的工作主要包括: (1)自主合成了不同粒径和不同形貌的纳米CeO2。采用沉淀法合成了尺寸为5.1 nm和25 nm的CeO2。采用水热法合成了形貌和粒径均一的纳米棒和纳米立方块。 (2)以人支气管上皮细胞为模型，研究了纳米CeO2的细胞生物效应及其生物效应的可能机制。单一类型的纳米CeO2在细胞内能够同时引起两种相互矛盾的效应。一方面可以诱导产生浓度依赖的细胞凋亡，包括诱导细胞膜磷脂酰丝氨酸的翻转、线粒体膜电位的下降和细胞DNA的损伤。同时，可以降低细胞内活性氧(ROS)的水平，促进细胞的存活。机制研究发现，纳米CeO2与胞浆中的CuZn-SOD酶相互作用后，其SOD活力可以增加4个数量级。纳米CeO2促细胞存活的效应归因于其抗氧化活性的进一步活化。 (3)我们提出了一种策略来显著提升尺寸大于5nm的纳米CeO2的清除超氧阴离子的能力。研究发现，通过电子转移的方式可以使得尺寸大于5 nm、不同形貌的以及Ce3+/Ce4+比例低的纳米CeO2获得较强的超氧阴离子清除能力。通过这种方法，利用纳米CeO2的长效活性和可调控的纳米特性，我们可以构建一种基于纳米CeO2的超氧阴离子清除剂。