近年来，二氧化铈(CeO2)纳米材料作为一种新型的抗氧化剂，引起了人们广泛的关注，已经用于辐射保护、神经保护等生物医学相关的研究之中。但目前的研究大多采用比较复杂的生物活体或细胞培养体系，其抗氧化作用的机理尚不明确。另外，在实际应用中，纳米二氧化铈材料本身还存在水溶性较差等不足。本论文针对这些问题，采用简单的水热方法合成了纳米二氧化铈，研究了其抗氧化性能，并进一步合成了水溶性的二氧化铈纳米材料，使其更适合临床使用。主要工作如下：　　 (1)采用简单的甲基紫-紫外分光光度体系，首次直接证明了纳米CeO2清除羟基自由基的性能。羟基自由基能够与甲基紫反应使其吸光度下降，而纳米CeO2通过与甲基紫竞争的方式与羟基自由基反应而抑制其吸光度的下降。甲基紫吸光度的改变直接证明了纳米CeO2对羟基自由基的清除作用。研究发现1 nM的CeO2在高浓度的羟基自由基体系中(含1 M H2O2的Fenton试剂)具有长时间的清除自由基的能力，而且随CeO2浓度增大及粒径减小，其清除羟基自由基能力增强。结合其它实验结果证明了纳米CeO2在抗氧化过程中是可以循环使用的，并在此基础上提出了其抗氧化作用的机理，在清除羟基自由基的过程中纳米CeO2材料表面发生了氧化还原循环实现了Ce3+的再生。这就为纳米二氧化铈清除自由基能力的确定提供了直接的证据，有利于其抗氧化作用的进一步应用。　　 (2)在前一个工作的基础上，将纳米二氧化铈直接应用于DNA的保护中。DNA在活性氧自由基的作用下很容易发生链断裂等损伤，纳米CeO2的抗氧化性一定程度上抑制了DNA的氧化损伤。方波伏安法和琼脂糖凝胶电泳的结果证明了纳米CeO2在以Tris-HCl作为缓冲溶液的酸性Fenton体系和中性H2O2溶液中都有较好的DNA保护效果。结合电子自旋共振分析初步得到，纳米CeO2在Tris-HCl为缓冲溶液的酸性H2O2溶液中不保护DNA是由于此体系中含有较少的羟基自由基所致。还研究了缓冲溶液对纳米CeO2抗氧化作用的影响，发现其在PBS缓冲体系中未体现保护DNA的作用。基于较好的DNA保护效果，纳米二氧化铈作为一种潜在的可再生纳米药物，在治疗DNA损伤引起的癌症等疾病方面有很好的应用前景。研究结果将对其进一步临床使用提供有力的依据，有一定指导意义。　　 (3)针对纳米二氧化铈水溶性较差等不足，第一次合成了水溶性壳聚糖修饰的二氧化铈纳米材料。在生物相容性较好的壳聚糖介质中进行了纳米CeO2的合成，并用所建立的甲基紫体系分析了壳聚糖修饰纳米二氧化铈的抗氧化性能。结果表明其抗氧化性能没有受到壳聚糖修饰的影响。而且合成时所用壳聚糖的分子量(2000、10000、50000)和浓度(0.02～150 mM)对其抗氧化性能影响不大，初步推测这可能是由于壳聚糖并不是包覆在纳米二氧化铈外面所致。壳聚糖包覆的纳米二氧化铈兼具了CeO2纳米材料的抗氧化性与壳聚糖良好的药物载体的优势，对二氧化铈作为纳米药物进一步应用于生物医学有重要意义。