纳米材料作为一种新型的材料，由于其尺寸大小以及表面积大等方面的优势在生物研究领域发展迅速。随着对其研究的深入和其应用范围的扩大，纳米材料在生物化学、细胞生物学、免疫生物学以及临床应用等方面显示了其巨大的潜力，特别是其在抗癌作用方面的应用，已成为目前最有前途的应用领域。纳米材料的尺寸大小、表面结构、溶解性以及形状决定着它们特定的物化性质，也相应改变了其生物学效应以及可能的应用。本文从纳米材料的生物效应出发，探索具体的纳米材料在癌症细胞中引起的细胞生物学作用，并研究其理化性质如大小、形状等对于其功能的影响。　　 文章第二章对比研究了合成纳米硒的不同形态抑制肿瘤细胞生长以及诱导凋亡的功能。我们选择了效果最好的球状纳米硒，并通过检测细胞周期停滞和线粒体电势来研究其引起的凋亡效果。另外，球状纳米硒还被发现可以引起HeLa细胞的大量空泡化，对此，我们也做了相应检测来证实新型的球状纳米硒确实能够在HeLa细胞中诱导空泡化以及凋亡。　　 文章的第三章主要研究了纳米稀土元素在HeLa细胞中诱导的生物学效应。前期研究发现稀土元素可以诱导自噬，本文主要探讨部分纳米稀土材料引起的另一个有趣的现象一空泡化。研究结果显示，部分稀土能够诱导大小依赖性的空泡化，虽然空泡化的形成从表面上看与自噬相伴随，但是我们证明空泡化是与自噬无关的过程。这为稀土材料的生物学效应进行了初步的探讨，为其之后的生物学应用提供了新的方向和科学依据。