自由基清除活性隨著2-吡咯烷酮用量的增加而增加。發現 2-吡咯烷酮的細胞毒性具有劑量和時間依賴性，并在所有選定的癌細胞系中通過顯微鏡觀察到其作用。觀察到 2-吡咯烷酮的細胞毒性濃度對 HeLa 為 2.5 mg/mL，對 PC-3 細胞為 3 mg/mL，對 HeLa 和 PC-3 細胞分別為 1.5 mg/mL，細胞毒性為 2 mg/mL PC-3 細胞的濃度分別為 48 小時。細胞隨著純化的 2-吡咯烷酮濃度的增加而降低。用 2-吡咯烷酮處理 24 小時后觀察細胞形態變化（HeLa 和 PC-3 細胞的 IC50 濃度分別為 1.5 mg/mL 和 2 mg/mL）。研究表明，2-吡咯烷酮通過細胞周期停滯的 G0/G1 期誘導 HeLa 和 PC-3 細胞凋亡。

細胞測定 使用 MTT 測定評估抑制濃度 (IC50)。癌細胞（1 x 104 細胞/孔）在 96 孔培養皿中培養 48 小時至濃度為 75%。將培養基更換為濃度為(0.5～5mg/mL)的2-吡咯烷酮的新鮮培養基，進一步培養24小時和48小時。除去培養基，每孔加入 100 mL MTT 溶液，37°C 孵育 4 小時。去除上清液后，每孔加入 50 mL 二甲基亞砜，孵育 10 分鐘以溶解甲臜晶體。在 ELISA 多孔板讀數器中在 620 nm 處測量光密度。 OD值用于計算存活率的百分比