纳米二氧化铈由于其独特的物理化学性能而受到人们广泛关注。许多研究发现纳米二氧化铈能够有效地消除自由基，表现出卓越的抗氧化性能，是一种潜在的有效抗氧化药物;然而，有研究者持相反的观点，认为纳米二氧化铈能够诱导自由基的产生，对机体造成损伤。因此，系统研究纳米二氧化铈的生物效应，弄清楚其抗氧化与氧化性的作用机制具有重要意义。研究发现，纳米二氧化铈消除自由基的功能是通过其表面的氧化还原循环而得以实现，而纳米二氧化铈的形貌和暴露晶面与其氧化还原能力有着密切关系。为了研究纳米二氧化铈的生物效应，以及其生物效应是否与形貌有关这两个问题，本论文开展了如下工作:　　1)利用水热合成法合成三种不同形貌纳米二氧化铈，包括立方块、八面体和棒。用纳米二氧化铈作用于人肝癌细胞SMMC-7721和HepG2细胞，研究纳米二氧化铈导致的细胞毒性效应。发现纳米二氧化铈进入细胞后可引起氧化应激，产生活性氧簇(ROS)。相同浓度下，不同形貌的纳米二氧化铈产生的细胞毒性大小不同:纳米立方块的毒性最大，八面体次之，而纳米棒的毒性最小，实际上在较低浓度下纳米棒的毒性与阴性对照物阿司匹林相当。我们用斑马鱼胚胎实验测试纳米棒的毒性，发现纳米棒在低浓度下对斑马鱼胚胎发育的影响不大，在浓度高达5000μg/mL时仍有30.24％的胚胎成功孵化为幼鱼。　　2)纳米二氧化铈消除自由基的能力取决于其氧化还原循环的难易程度，纳米棒的氧化还原性能最高，消除自由基的能力最强，而立方块的氧化还原性能最低，消除自由基的能力最差。与立方块、八面体相比，二氧化铈纳米棒对生物体的毒性小，消除自由基能力强，是一种非常好的潜在抗氧化药物。