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近年来，离子液体替代有机溶剂作为绿色反应介质用于生物催化与生物转化已引起人们的关注。研究结果表明，大多数生物催化剂在含离子液体介质中具有较高的活性、选择性及稳定性。含离子液体介质中的生物催化反应具有广阔的应用前景。然而，现有的相关研究主要集中在探讨含离子液体介质中生物催化某一反应的可能性，且涉及到的反应类型和生物催化剂的种类非常有限。通过对比研究离子液体和其他介质中的活细胞催化反应以揭示离子液体中活细胞生物催化特性的研究报道甚少。另一方面，有机硅化合物是一类含C-Si键的非天然化合物，其不仅在不对称合成及功能材料中有非常重要的作用，而且许多有机硅化合物还具有特殊的生物学活性，其作为药物，较其碳结构类似物具有更强的药效、更高的选择性和更低的毒性。“硅替代”是药物设计、改造的有效途径。基于以上情况，本论文对比研究了不同介质中酵母活细胞催化三甲基硅乙酮(ATMS)不对称还原反应过程，探讨离子液体对反应的影响规律，揭示含离子液体介质中生物催化特性，并以此为基础，创立具有自主知识产权的可用于高效制备对映体纯(S)-1-三甲基硅乙醇的生物催化体系。
离子液体的组成和含量对固定化酿酒酵母催化活性和稳定性有重要的影响。固定化酿酒酵母细胞在含离子液体介质中催化ATMS不对称还原反应的催化活性随离子液体的组成和含量的改变而变化。所研究的大部分离子液体在适当的浓度或最佳两相体积比的条件下显著提高了固定化酿酒酵母细胞的催化活性。在含离子液体介质中，固定化酿酒酵母催化ATMS不对称还原反应的对映体选择性明显优于在有机溶剂/缓冲液双相体系中的对应值。离子液体对酵母细胞操作稳定性的影响呈现多样性。
与正己烷/缓冲液双相体系中相比，固定化酿酒酵母细胞在含离子液体(C<,4>MIm·BF<,4>和C<,4>MIm·PF<,6>)介质中催化ATMS不对称还原反应的最适pH值、底物浓度和振荡速度发生变化，尽管最适反应温度未变，但温度对反应的影响规律不同。在C<,4>MIm·BF<,4>/缓冲液混合体系中，最适离子液体浓度、pH值、反应温度、底物浓度和振荡速度分别为10％(v/v)、7.5、30℃、77mmol/L和180r/min；在此条件下，反应初速度为74.5mmol/L·h，最大转化率和产物e.e.值分别为99.2％和99.9％以上。在C<,4>MIm·PF<,6>/缓冲液双相体系中，该反应的最适两相体积比、pH值、反应温度、底物浓度和振荡速度分别为6/1、7.3、30℃、84mmol/L和180r/min；在此条件下，反应初速度为63.4mmol/L·h，最大转化率和产物e.e.值分别为99.9％和>99.9％。
虽然固定化面包酵母细胞在含离子液体介质中的最适反应条件不同于固定化酿酒酵母，但是各种反应条件对该两种细胞催化该反应的影响规律相似。在C<,4>MIm-PF<,6>/缓冲液双相体系中，该反应的最适两相体积比、pH值、反应温度和底物浓度分别为6/1、5.5、35℃和126 mmol/L；在此条件下，反应初速度为91.7 mmol/L·h，最大转化率和产物e.e.值分别为99.9％和99.9％以上。在C<,4>MIm·BF<,4>/缓冲液混合体系中，最适离子液体浓度、pH值、反应温度和底物浓度分别为10％(v/v)、7.3、35℃和70 mmol/L；在此条件下，反应初速度为84.8 mmol/L·h，最大转化率和产物e.e.值分别为99.2％和99.9％以上。在各自最优反应条件下，面包酵母细胞在含离子液体介质中催化ATMS还原反应活性及对映体选择性明显高于在含有机溶剂介质中的对应值，并且酵母细胞的操作稳定性显著提高。
含离子液体介质中酿酒酵母细胞的生理部分特性研究表明，离子液体对酵母细胞的生长活性和个体形态有显著的影响。不同离子液体对酵母细胞生理特性影响显然不同。在所研究的几种含离子液体介质中，酿酒酵母细胞在含C<,4>MIm·PF<,6>介质中的生长活性最强、细胞的个体形态几乎未发生变化，这与酿酒酵母细胞在C<,4>MIm·PF<,6>/缓冲液双相体系中表现出较高催化活性和稳定性的结果相一致。
本研究有助于丰富对离子液体中生物合成与生物转化的认识，还提供了一条制备对映体纯有机硅醇化合物的行之有效的新途径。