全 文 ：离子液体对固定化 !"##$"%&’(#)* #)%)+,*,") 细胞催化
乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的影响
黄 敏，宗敏华!
（华南理工大学 生物科学与工程学院，广州 !"#$%#）
摘 要：对比研究了 &%’()·*+%,缓冲液混合体系和缓冲液单相体系中固定化面包酵母 !"##$"%&’(#)* #)%)+,*,") 细胞
催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的特性，系统探讨了离子液体 &%’()·*+%对该反应的初速度、最大转化率和
产物对映体纯度的影响规律。在各自最优的反应条件下，固定化面包酵母细胞在缓冲液单相体系中催化乙酰基三
甲基硅烷不对称还原反应的初速度、最大转化率及产物 ) - ) - 值分别为 .% -. ))/0 1（2·3）、44 -56和"44 -46；而在
&%’()·*+%,缓冲液混合体系中，该反应的初速度、最大转化率及产物 ) - ) - 值分别为 .7 -# ))/0 1（2·3）、44 -#6和"
44 -46。离子液体的存在，提高了固定化面包酵母细胞催化该反应的速度，但降低了固定化酵母细胞的操作稳定
性。
关键词：乙酰基三甲基硅烷；不对称还原；固定化面包酵母细胞；离子液体
中图分类号：8."% 文献标识码：9 文章编号："$75 : ;$7.（5##!）#; : ##!5 : #$
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离子液体（(/A@I 0@ZD@L）是由有机阳离子和无机
或有机阴离子构成的、在室温或较低温（ [ "## \）
下呈液态的盐类，作为一种新颖的溶剂，其具有可忽
略的蒸汽压、高（热、化学）稳定性及对环境友好等特
! 收稿日期：5##!,#7,54
基金项目：国家自然科学基金（5#;7$#5$）及教育部科学技术研究重点资助项目（"#%"%7）。
作者简介：黄 敏（"4.#,），男，硕士生，研究方向：非水相生物催化。
联系人：宗敏华（"4$#,），女，教授，博士生导师，研究方向：生物催化和手性技术。
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·!5·
生 物 加 工 过 程
&3@AFKF ]/DPAE0 /H *@/VP/IFKK ^AG@AFFP@AG
第 ; 卷第 ; 期
5##! 年 . 月
万方数据
性，故称之为绿色溶剂（!"##$ %&’(#$)）［*］。离子液替
代传统的有机溶剂作为绿色反应介质用于生物催化
与生物转化，近年来才引起人们的重视。+,,, 年，
-.’’ 等［+］首次报道了离子液体 */丁基/0/甲基咪唑六
氟磷酸盐（-1234·567）8水双相体系中 !"#$#%#%%&’
90*+ 细胞催化 *，0/二氰基苯水解生成 0/氰基苯酰
胺这一反应，并发现 -1234·567对细胞的毒性远远
小于甲苯等有机溶剂。随后，有关离子液体中酶催
化反应的报道日渐增多［0 : ;］，大部分的研究表明，酶
在离子液中具有较高的活性、（立体、区域）选择性及
稳定性。可见，离子液体中的生物催化是一个崭新
的研究领域，其为生物催化的广泛应用提供了新的
可能和机遇，具有相当诱人的前景。
有机硅化合物是一类含有 -/<= 键的非天然化
合物，其不但在不对称合成及功能材料中具有重要
作用，且许多有机硅化合物具有特定的生物活性，作
为药物，较其碳结构类似物具有更强的药效、更高的
选择性及更小的毒性，“硅替代”是药物设计的一条
有效途径［>，*,］。有机硅化合物在诸多领域的重要
性，激发人们争相进行其合成和转化的研究。与化
学法相比，生物法因具有高效性、高选择性、条件温
和以及环境污染小等优点而日益受到有机化学家的
青睐。自 +, 世纪 ;, 年代末以来，?@AB#等［**，*+］一直
探索生物细胞催化有机硅化合物的转化作用，发现
酵母、细菌、藻类、悬浮培养植物细胞均能催化有机
硅化合物的不对称羰 8羟基转化。随后，人们相继报
道了醇脱氢酶、脂肪酶、醇腈酶等催化有机硅醇的脱
氢、酯化、转酯、氨解和转氰等反应［*0 : +,］及酵母细
胞催化有机硅酮不对称还原反应［+* : ++］。目前有机
硅化合物的生物合成与转化大都是在有机介质或有
机溶剂 8水双相体系中进行，这不仅增加了生物催化
剂回收和产物分离的困难，而且大量使用有机溶剂
将对环境造成严重污染。另外，有机溶剂对酶和微
生物细胞有一定的毒害作用，因此，探讨能否利用绿
色反应介质离子液体替代有机溶剂作为生物催化有
机硅化合物生物合成与转化的反应介质具有重要的
实践意义。
C&D@")E等［+0］率先报道了在 (（-1234·567）F (
（水）G *, F * 双相体系中用酵母细胞催化一系列潜
手性酮不对称还原反应制备对映体纯手性醇。近年
来，有关含离子液体介质中微生物细胞催化还原反
应的报道相继出现［+1 : +7］。大多数研究结果表明，
与有机溶剂相比，离子液体对细胞的毒性较小。迄
今，尚未见在含离子液体介质中酵母细胞催化有机
硅酮不对称还原反应的研究报道。本文通过对比研
究含离子液体和不含离子液体介质中固定化面包酵
母 )*%%"*+#,-%.’ %.+./0’0*. 细胞催化乙酰基三甲基硅
烷不对称还原反应的特性，探讨离子液体对该还原
反应的影响规律。
! 材料与方法
* H* 材料
面包酵母 )*%%"*+#,-%.’ %.+./0’0*.，购自 <=I4@ 公
司。乙酰基三甲基硅烷（@A#)J’)"=4#)EJ’%=’@$#；K?2<），
（ L ）/*/三甲基硅乙醇（（ L ）/*/)"=4#)EJ’%=’J’#)E@$&’），
正壬烷色谱纯购自 K’M"=AE 公司。离子液体 */丁基/
0/甲基咪唑四氟硼酸盐（-1234·N61，>OP）购自 6’./
B@公司。其他化学试剂均为市售分析纯。
* H+ 方法
* H+ H* 面包酵母细胞固定化
离心（0 Q,, " 8 4=$，*, 4=$）分离培养 ; E 的面包
酵母细胞，洗涤两次，得到游离面包酵母细胞。把一
定量的游离面包酵母细胞分散在等质量的蒸馏水
中，然后将其加入含 +P海藻酸钠的蒸馏水中形成
细胞海藻酸钠悬浮液（边加入边搅拌），用注射器
（Q R针头）把悬浮液滴入 + P的 -@-’+溶液中（边滴边
搅拌），过滤收集固定化细胞颗粒。将粒径为 * HQ :
+ H, 44的固定化细胞悬浮在含 +,P葡萄糖、, H,QP
（质量分数）-@-’+的溶液中，冷藏（1 S）备用。
* H+ H+ 不对称还原反应
在 *, 4T具塞三角瓶中分别加入 + 4T 含一定
浓度的 K?2<、, H*Q I 8 4T 固定化酵母细胞、+,P（质
量分数）葡萄糖和 , H,QP（质量分数）-@-’+、由 -1
234·N61与 ?"=%/C-’ 缓冲液（Q, 44&’ 8 T）组成的混
合溶剂，置恒温水浴振荡器中反应（*;, " 8 4=$），定时
取样 +,!T，用 *,,!T正己烷（含 Q H7 44&’ 8 T内标物
正壬烷）萃取残留底物和产物，用漩涡混合器振荡混
合 Q 4=$，静置后取上清液，供气相色谱分析。
* H+ H0 气相色谱分析
日本岛津公司 !-/+,*, 型气相色谱仪，配备 !-
%&’.)=&$工作站，63U 检测器；C5/-E="@’ 毛细管柱，柱
长 0, 4，柱径 , H+Q 44，膜厚 , H+Q!4；分析条件：汽
化室和检测室温度均为 +Q, S；色谱柱初始温度为
71 S，维持 * 4=$后，以 * S 8 4=$ 的速率升至 O* S，
维持 * 4=$；载气为氮气，流速为 + HQ 4T 8 4=$，分流比
+,,Q 年 ; 月 黄 敏等：离子液体对固定化 )*%%"*+#,-%.’ %.+./0’0*. 细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的影响 ·Q0·
万方数据
! " !##；进样量 !!$。在该分析条件下，乙酰基三甲
基硅烷、内标正壬烷、（ !）%!%三甲基硅乙醇和（ "）%!%
三甲基硅乙醇的保留时间分别为 & ’(#、) ’#*、) ’+* 和
+ ’*, -./。最大相对误差小于 ! ’#0。
! ’* ’1 转化率、反应初速度及产物对映体纯度的确
定
根据底物 2345 的减少量计算转化率，反应初
速度为反应初期单位时间内底物的减少量，产物对
映体纯度用对映体过量值 # ’ # ’ 来表征，即 # ’ # ’ 6
（ $ 7 %）&（ $ 8 %），$ 和 % 分别表示产物 !%三甲基硅
乙醇的两种对映体的浓度。
! 结果与讨论
* ’! 914:-·;<1离子液体体积分数对反应的影响
据报道，混合体系中离子液体的浓度对细胞活
性有重要的影响［*&］。反应体系中存在少量的离子
液体对细胞的催化活性可能有促进作用，但当离子
液体含量超过一定值后，其将对细胞产生毒害作用，
导致细胞的生理活性显著下降。
表 ! 91 4:-·;<1体积分数对固定化面包酵母细胞催化
2345不对称还原反应的影响
3=>?@ ! ABB@CD EB 914:-·;<1 CE/D@/D E/ DF@ =GH--@DI.C I@JKCD.E/
EB 2345 C=D=?HL@J >H .--E>.?.L@J >=M@ING H@=GD C@??G
914:-·;<1 CE/D@/D O
0
’( O
（--E? O $·F）
9E/P@IG.E/ O
0
# ’ # ’ O
0
# !1 ’! QQ ’Q !QQ ’Q
+ ’( !1 ’& QQ ’Q !QQ ’Q
!# ’# !) ’& QQ ’Q !QQ ’Q
!* ’( !& ’, QQ ’Q !QQ ’Q
!( ’# !* ’# QQ ’Q !QQ ’Q
*# ’# 1 ’* Q# ’+ !QQ ’Q
反应条件：* ’# -$ 含有不同体积分数 914:-·;<1的 3I.G%R9?
缓冲液（(# --E? O $，SR + ’(）；&# T；!,# I O -./；# ’!( U O -$固定
化面包酵母细胞；!1 --E? O $ 2345
表 ! 为混合体系中离子液体 914:-·;<1体积分
数对固定化面包酵母细胞催化 2345 不对称还原反
应的影响，由该表可知，当 914:-·;<1体积分数在 #
到 + ’(0之间，离子液体体积分数的改变对反应初
速度影响不大；当 914:-·;<1体积分数从 + ’(0增加
到 !# ’#0时，反应初速度随离子液体体积分数的增
大而增大；当 914:-·;<1体积分数超过 !# ’#0后，反
应初速度随着离子液体体积分数的增加而下降。另
一方面，当 914:-·;<1体积分数低于 !( ’#0时，反应
的最大转化率几乎不随 914:-·;<1体积分数的变化
而变化；当 914:-·;<1体积分数超过 !( ’#0后，随着
914:-·;<1体积分数的继续增加，反应的转化率有
明显下降趋势。在所研究的离子液体体积分数范围
内，产物 # ’ # ’ 值均为 QQ ’Q0以上。可见，离子液体
对该反应的影响因其体积分数不同而异，适宜体积
分数的离子液体能提高反应的速度。
* ’* 缓冲液的 SR值对反应的影响
SR值不仅可以影响反应速度，而且还可以影响
反应的最大转化率和产物的对映体纯度［*!］。由图 !
可知，在缓冲液单相体系中，当 SR值低于 ) ’( 时，反
应初速度随 SR 值的增大而增大；但 SR 值超过 ) ’(
后，反应初速度随 SR 的增大而降低。另一方面，在
所考察的 SR 值范围内，反应的最大转化率和产物
的对映体纯度几乎不随缓冲液 SR 值的变化而变
化，均达到 QQ ’Q0以上；对该反应体系，缓冲液的最
适 SR值为 ) ’(。在此条件下，反应 ( F 达到平衡，反
应初速度为 !) ’# --E? O（ $·F），最大转化率为
QQ ’Q0，产物的对映体纯度大于 QQ ’Q0。
—"—9E/P@IG.E/（0）./ 3I.G >KBB@I；—#—9E/P@IG.E/（0）./
3I.G >KBB@I%914:-·;<1 CE%GE?P@/D GHGD@-；—$— ’(（--E? O $·F）./
3I.G >KBB@I；—%— ’(（--E? O $·F）./ DF@ 3I.G >KBB@I %914:-·;<1
CE%GE?P@/D GHGD@-
反应条件：* ’# -$ 不含或含 !#0（体积分数）914:-·;<1的不
同 SR 值的 3I.G%R9? 缓冲液（(# --E? O $）；&# T；!,# I O -./；
# ’!( U O -$固定化面包酵母细胞；!1 --E? O $ 2345
图 ! SR值对缓冲液单相体系和 914:-·;<1%缓冲液混合体
系中固定化面包酵母细胞催化 2345不对称还原反应
的影响
<.U ’! ABB@CD EB SR E/ DF@ =GH--@DI.C I@JKCD.E/ EB 2345 C=D=?HL@J
>H .--E>.?.L@J >=M@ING H@=GD C@??G ./ 3I.G >KBB@I =/J ./ 3I.G
>KBB@I%914:-·;<1 CE%GE?P@/D GHGD@-
在 914:-·;<1%缓冲液混合体系中，当 SR 值低
于 + ’& 时，反应初速度随 SR 值的增大而明显增大；
当 SR 值继续上升，反应初速度却有所下降。与缓
·(1· 生物加工过程 第 & 卷第 & 期
万方数据
冲液体系不同的是，反应的最大转化率随 !" 的变
化而改变。当 !"值小于 # $% 时，反应最大转化率随
!"值的升高而增大；在 !"# $% & ’ $% 范围内，反应的
最大转化率几乎不随 !" 值的变化而变化，均为
(( $()；!" 值继续升高，最大转化率却下降。类似
于缓冲液体系，在所研究的 !" 值范围内，产物的对
映体纯度均为 (( $()以上。对于该混合体系，反应
的最适 !"值为 ’ $*。离子液体的存在，提高了反应
的最适 !"值，这可能是因为离子液体的加入降低
了反应体系的 !"值。在最适 !"条件下，反应初速
度为 +# $’ ,,-. /（0·1），高于缓冲液体系中的对应
值，而最大转化率及产物的对映体纯度与缓冲液体
系中的相似，均达 (( $()以上。
—!—2-345678-3（)）83 9687 :;<<56；—"—2-345678-3（)）83
9687 :;<<56=2>?@,·AB> C-=7-.453D 7E7D5,；—#— !"（,,-. / 0·1）
83 9687 :;<<56；—$— !"（,,-. / 0·1）83 D15 9687 :;<<56 =2>?@,·
AB> C-=7-.453D 7E7D5,
反应条件：F $G ,0 9687="2. 缓冲液（%G ,,-. / 0，!" # $%）或含
+G)（体积分数）2>?@,·AB>的 9687="2. 缓冲液（%G ,,-. / 0，
!" ’ $*）；+HG 6 / ,83；G $+% I / ,0 固 定 化 面 包 酵 母 细 胞；
+> ,,-. / 0 J9?K
图 F 反应温度对缓冲液单相体系和 2>?@,·AB>=缓冲液混
合体系中固定化面包酵母细胞催化 J9?K 不对称还原
反应的影响
B8I $F L<<5CD -< 65MCD8-3 D5,!56MD;65 -3 D15 M7E,,5D68C 65N;CD8-3 -<
J9?K CMDM.EO5N :E 8,,-:8.8O5N :MP56Q 7 E5M7D C5..7 83 9687
:;<<56 M3N 83 9687 :;<<56=2>?@,·AB> C-=7-.453D 7E7D5,
F $* 反应温度对反应的影响
图 F 表明，在缓冲液单相体系中，在所研究的范
围内（F% & %G R），反应初速度随着温度的升高而加
快，这是传质速率加快、细胞膜对底物 /产物分子的
通透性增大等原因所致。同时也表明细胞在固定化
后，其热稳定性增强。当反应温度从 FG R升至 *%
R时，最大转化率保持在 (( $()；当反应温度高于
*% R时，最大转化率随温度的升高而降低。这可能
是因为该反应属于放热反应，温度的升高不利于产
物的生成［F+］。在所研究的温度范围内，产物 # $ # $
值均为 (( $()以上。该反应温度以 *% R为宜。在
此条件下，反应 > 1 达到平衡，反应初速度为 +H $#
,,-. /（0·1），最大转化率为 (( $()，产物对映体纯
度大于 (( $()。
在 2>?@,·AB>=缓冲液混合体系中，反应温度从
F% R升至 >% R，反应随之加速，这是因为温度升高
有利于降低离子液体的粘度，减少传质阻力。然而，
与缓冲液体系不同的是，继续升温导致反应初速度
显著下降，说明离子液体的存在引起细胞热稳定性
下降，这与前人的研究结果恰恰相反，值得进一步研
究。类似于缓冲液体系，反应的最大转化率随温度
的升高而降低。在所研究的温度范围内，产物 # $ # $
值均为 (( $()以上。该体系的最适反应温度与缓
冲液体系相同（*% R），在该温度下两体系反应的最
大转化率及对映体纯度差别甚微，均大于 (( $()。
然在混合体系中反应初速度为 FG $H ,,-. /（0·1），大
于缓冲液体系中的对应值。
—!—2-345678-3（)）83 9687 :;<<56；—"—2-345678-3（)）83
9687 :;<<56=2>?@,·AB> C-=7-.453D 7E7D5,；—#— !"（,,-. / 0·1）
83 9687 :;<<56；—$— !"（,,-. / 0·1）83 D15 9687 :;<<56 =2>?@,·
AB> C-=7-.453D 7E7D5,
反应条件：F $G ,0 9687="2. 缓冲液（%G ,,-. / 0，!" # $%）或含
+G)（体积分数）2>?@,·AB>的 9687="2. 缓冲液（%G ,,-. / 0，
!" ’ $*）；*% -2；+HG 6 / ,83；G $+% I / ,0固定化面包酵母细胞
图 * 底物浓度对缓冲液体系和 2>?@,·AB>=缓冲液混合体
系中固定化面包酵母细胞催化 J9?K不对称还原反应
的影响
B8I $* L<<5CD -< 7;:7D6MD5 C-3C53D6MD8-3 -3 D15 M7E,,5D68C 65N;CD8-3
-< J9?K CMDM.EO5N :E 8,,-:8.8O5N :MP56Q 7 E5M7D C5..7 83
9687 :;<<56 M3N 83 9687 :;<<56=2>?@,·AB> C-=7-.453D 7E7D5,
F $> 底物浓度对反应的影响
由图 * 可知，在缓冲液单相体系中，当 J9?K 浓
度由 ’ ,,-. / 0增至 +F# ,,-. / 0时，反应初速度随底
物浓度的增大而显著升高；底物浓度继续增大，超过
+F# ,,-. / 0后，反应初速度急剧下降，这可能是由于
高浓度的底物对细胞中的酶产生抑制作用。另一方
面，当底物浓度由 ’ ,,-. / 0增至 ’G ,,-. / 0时，最大
转化率变化不大，均达 (( $G)以上；随着底物浓度
FGG% 年 H 月 黄 敏等：离子液体对固定化 $%&&’%(")*&#+ &#(#,-+-%# 细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的影响 ·%%·
万方数据
的继续增大，最大转化率随之下降，这可能是由于产
物抑制作用所致；当底物浓度为 !"# $$%& ’ ( 时，反
应初速度和最大转化率均最小，这可能是底物抑制
和产物抑制联合作用的结果。在所研究的底物浓度
范围内，底物 ! ) ! ) 值均保持在 ** )*+以上。底物
浓度以 ,- $$%& ’ ( 为宜。在此条件下，反应 !. / 达
到平衡，反应初速度为 #0 )# $$%& ’（(·/），最大转化
率为 ** ).+，对映体纯度大于 ** )*+。
在 1023$·4506缓冲液混合体系中，底物浓度对
反应的影响规律与缓冲液体系相似。当底物浓度低
于 !." $$%& ’ (时，反应初速度亦随底物浓度的增大
而显著升高，而当底物浓度高于 !." $$%& ’ ( 时，反
应初速度随底物浓度的增大而急剧降低；当底物浓
度小于 ,- $$%& ’ ( 时，最大转化率变化不大，均为
** )-+；当底物浓度超过 ,- $$%& ’ ( 时，最大转化率
随底物浓度升高明显降低。在所研究的底物浓度范
围内，产物 ! ) ! ) 值亦均达 ** )*+以上。该体系的
最适底物浓度与缓冲液体系相同，均为 ,- $$%& ’ (，
在该底物浓度下两体系反应的最大转化率及对映体
纯度差别甚微，均大于 ** )-+。然在混合体系中反
应初速度为 #, )- $$%& ’（(·/），大于缓冲液体系中的
对应值。
—!—78&9:;<8 =>:;<;:?（+）;@ AB;C DEFF8B；—"—78&9:;<8 =>:;<;:?
（+）;@ AB;C DEFF8B61023$·450 >%6C%&<8@: C?C:8$
反应条件：. )- $( AB;C6G1& 缓冲液（H- $$%& ’ (，IG " )H）或含
!-+（ " # "）10 23$·450的 AB;C6G1& 缓冲液（H- $$%& ’ (，IG
, )J）；JH %1；!#- B ’ $;@；- )!H K ’ $( 固定化面包酵母细胞；,-
$$%& ’ (=A2L；每批次反应时间为 !. /；定义第 ! 批反应的相
对细胞活性为 !--+
图 0 固定化面包酵母细胞在缓冲液体系和 1023$·4506缓
冲液混合体系中的操作稳定性
5;K )0 MI8B9:;%@9& C:9D;&;:? %F ;$$%D;&;N8O D9P8BQ C ?89C: >8&&C ;@
AB;C DEFF8B 9@O ;@ AB;C DEFF8B61023$·450 >%6C%&<8@: C?C:8$
. )H 固定化面包酵母细胞的操作稳定性
图 0 为固定化面包酵母细胞在缓冲液体系和
1023$·4506缓冲液混合体系中的操作稳定性。由图
可知，在缓冲液体系中，固定化面包酵母细胞重复使
用 " 批次后仍能维持 #-+以上的相对活性。但超
过 " 批次后，酵母细胞的活性明显下降。反应 !! 批
次后，其相对活性为 "H+左右。在 1023$·4506缓冲
液混合体系中，固定化面包酵母细胞连续使用 H 批
次，仍能保持 #-+以上的相对活性。但重复使用超
过 H 批次后，酵母细胞的活性呈现明显下降趋势。
反应 # 批次后，其相对活性为 ". )0+；反应 !! 批次
后，其相对活性降至 H! )0+左右。
已有的报道表明离子液体可以提高酶或细胞的
操作稳定性［.,］。但我们的实验结果与之相反，这一
有趣的现象有待深入探讨。
! 结论
在缓冲液体系中固定化面包酵母细胞催化
=A2L不对称还原反应的最适缓冲液 IG 值、反应温
度和底物浓度分别为 " )H、JH R和 ,- $$%& ’ (；其在
亲水性离子液体 1023$·4506缓冲液混合体系中催
化该反应的最适 10 23$·450体积分数、缓冲液 IG
值、反应温度和底物浓度分别为 !-+、, )J、JH R和
,- $$%& ’ (。在各自最优的条件下，固定化面包酵母
细胞在缓冲液体系中催化 =A2L 不对称还原反应的
初速度、最大转化率及产物 ! ) ! ) 值分别为 #0 )#
$$%& ’（(·/）、** ).+和#** )*+；在 1023$·4506缓冲
液混合体系中，该反应的初速度、最大转化率及产物
! ) ! ) 值分别为 #, )- $$%& ’（ (·/）、** )-+ 和 #
** )*+。离子液体 1023$·450的存在，提高了固定
化面包酵母细胞催化该反应的速度，但降低了固定
化酵母细胞的操作稳定性。
参考文献：
［!］ (9K%C 52，S8& 11，(&9$9 T5，8: 9& U V8W ?89C: C:B9;@C F%B 8@9@:;%C8&8>6
:;<8 IB%OE>:;%@ %F /9&%/?OB;@ IB8>EBC%B %F（ $）6IB%IB9@%&%&［X］U T@N?$8
2;>B%D A8>/@%&，.--.，J-（,）：#*H6*-! U
［.］ 1E&& LY，G%&DB8? XS，Z9BK9C 2Z，8: 9& U 7%%$6:8$I8B9:EB8 ;%@;> &;[E;OC
9C B8I&9>8$8@:C F%B %BK9@;> C%&<8@:C ;@ $E&:;I/9C8 D;%IB%>8CC %I8B9:;%@C
［X］U 4;%:8>/@%& 4;%8@K，.---，"*（.）：..,6.JJ U
［J］ G9K;W9B9 7，3:% \ U 7%%$ :8$I8B9:EB8 ;%@;> &;[E;OC %F 9&P?&;$;O9N%&;E$
>9:9;%@C 9@O F&E%B%9@;%@C［ X］U X 5&E%B;@8 1/8$，.---，!-H（.）：..!6
.., U
［0］ 78;>/9BO: 1 U L%&<9:%>/B%$;> O?8C 9C C%&<8@: I%&9B;:? ;@O;>9:%BC［ X］U
1/8$ 78<，!**0，*0（*）：. J!*6. JH# U
［H］ ]/9% G U 1EBB8@: C:EO;8C %@ C%$8 I/?C;>9& IB%I8B:;8C %F ;%@;> &;[E;OC
［X］U ^/? 1/8$ (;[E;OC，.--J，0!（"）：H0H6HH, U
［"］ =P; _，4B8@@8>P8 X5，L9$9@:9 = U G%W I%&9B 9B8 B%%$6:8$I8B9:EB8 ;%@6
·H"· 生物加工过程 第 J 卷第 J 期
万方数据
!" #!$%!&’［(］) *+,- *.--%/，0112，（3）：4256424 )
［7］ 8!"$%,9 :，8.!/’.9 ;，<9%9=->// <，,9 ># ) ?./!" #!$%!&’：-,&!> @.A B,99,A
-.#,"%#>A ">9>#C’!’［(］) D.E!"’ *>9>#，0114，0F（564）：25F6245 )
［G］ HA>%’"+ I，:,9#,/ J，K>’’,A’"+,!& 8 ) I,L，+!M+#C >"!&!" !./!" #!$%!&
’C’9,-’ >/& 9+,!A >EE#!">9!./ !/ 9+, ">AB./C#>9!./ .@ 9.#%,/,［(］) *+,-
*.--%/，0114，（25）：2 33062 335 )
［F］ *.#N!/ OK) M,/9’ !/ .AM>/!" ’C/9+,’!’［:］) I,L P.AQ：J">6
&,-!" 8A,’’，2FGG：263 )
［21］D>"Q, R，S!#"+ T ) 6’%B’9!9%9!./’：> %’,@%# ’9A>9,MC @.A &A%M &,’!M/
［(］) O/&,>N.%A，2FGU，21（4）：2F262F7 )
［22］D>"Q, R，T,/M,#’B,AM T，S!#"+ T ) O/>/9!.’,#,"9!N, -!"A.B!># A,&%"9!./
.@ 2，26&!-,9+C#626’!#>6"C"#.+,V>/606./, L!9+ MA.L!/M ",##’ .@ 9+, C,>’9
!"#$%&$’( %#’)*%*+（JD** 0121F）［ (］) ( WAM>/.-,9 *+,-，2FGF，57F
（5）：022602U )
［20］D>"Q, R，K>M/,A
’!#>/, >/& !9’ ,/>/9!.’,#,"9!N, "./N,A’!./ !/9.（ ,）6（26+C&A.VC,9+C,）
&!-,9+C#（E+,/C#）’!#>/, BC E#>/9 ",## ’%’E,/’!./ "%#9%A,’ .@ -./01.2
)3/ #44*%*5("$ Y >/& ,3)( 6’(7$#"$5+ Y［(］) ( WAM>/.-,9 *+,-，2FF5，
43G（2）：25627 )
［25］ S./M :T，X%Q%! D，Z>L>-.9. D，,9 ># ) H!."./N,A’!./ .@ .AM>/.’!#!"./
".-E.%/&’ BC +.A’, #!N,A >#".+.# &,+C&A.M,/>’,：9+, A.#, .@ 9+, ’!#!"./
>9.- !/ ,/=C->9!" A,>"9!./［ (］) JEE# :!"A.B!.# H!.9,"+/.#，2FF2，5U
（2）：41645 )
［24］ D>/>Q> J，X%Q%! D，S./M :T，,9 ># ) H!."./N,A’!./ .@ /./6/>9%A># .A6
M>/!" ".-E.%/&’：,’9,A!@!">9!./ >/& &,+C&A.M,/>9!./ .@ .AM>/.’!#!"./
".-E.%/&’［(］) J// I P J">& <"!，2FF0，U70：4526453 )
［23］ [,\!-> J，X%Q%! D，X%Q%’>Q! O，,9 ># ) O@@!"!,/9 Q!/,9!" A,’.#%9!./ .@
.AM>/.’!#!"./ ".-E.%/&’ BC ’9,A,.’,#,"9!N, ,’9,A!@!">9!./ L!9+ +C&A.6
#>’,’ !/ .AM>/!" ’.#N,/9［(］) JEE# :!"A.B!.# H!.9,"+/.#，2FF5，5G（4）：
4G064GU )
［2U］JB&,# T;，H#>/". Y )
.#’ &,A!N>9!N,’ BC ,/=C->9!" 9A>/’,’9,A!@!">9!./［ (］) D,9A>+,&A./ Y,99，
2FF2，50（44）：U 5036U 50U )
［27］ Y! I，S./M :T，Y!% *，,9 ># )（ ,）6WVC/!9A!#>’,6">9>#C’,& ’C/9+,’!’ .@
"+!A># ’!#!"./6"./9>!/!/M >#!E+>9!"（ , ）6Q,9./,6"C>/.+C&A!/’［ (］)
H!.9,"+/.# Y,99，0115，03（5）：02F6000 )
［2G］8,/M T<，S./M :T，K>/M (X，,9 ># ) Y!E>’,6">9>#C=,& >--./.#C’!’ .@
9A!-,9+C#’!#C#-,9+C# >",9>9, !/ .AM>/!" ’.#N,/9［ (］) H!.">9># H!.9A>/’6
@.A-，0114，00（5）：2G562G7 )
［2F］P>->/>Q> T，Z>L>-.9. D，D>/>Q> J ) O/=C->9!" EA,E>A>9!./ .@ .E9!">#6
#C >"9!N, ’!#!"./6"./9>!/!/M >-!/. >"!&’［(］) JEE# :!"A.B!.# H!.9,"+/.#，
2FFU，43（2）：32633 )
［01］S>/! 8 ) H!.9A>/’@.A->9!./’ .@ .AM>/.’!#!"./ ".-E.%/&’：,/>/9!.’,#,"9!N,
A,&%"9!./ .@ >"C# ’!#>/,’ BC -,>/’ .@ B>Q,A]’ C,>’9［(］) ( :.# *>9># H：
O/=C-，0112，22：07F60G3 )
［02］Y.% KP，S./M :T，S+>/M PP，,9 ># ) O@@!"!,/9 ’C/9+,’!’ .@ .E9!">##C >"6
9!N, .AM>/.’!#C# >#".+.# N!> >’C--,9A!" A,&%"9!./ .@ >"C# ’!#>/, L!9+ !-6
-.B!#!=,& C,>’9［(］) O/=C-, :!"A.B D,"+/.#，0114，53（065）：2F162FU )
［00］Y%. ;T，S./M :T，^ % (T ) H!.">9>#C9!" ’C/9+,’!’ .@（6）6269A!-,9+C#’!6
#C#6,9+>/.# BC >’C--,9A!" A,&%"9!./ .@ >",9C#9A!-,9+C#’!#>/, L!9+ > /,L
!’.#>9, ,1#8#)#’3"( +0 J<0 ) 0042［(］) ( :.# *>9># H：O/=C-，0115，04
（3）：G56GG )
［05］T.L>A9+ (，(>-,’ 8，;>! (X ) ?--.B!#!=,& B>Q,A]’ C,>’9 A,&%"9!./ .@ Q,6
9./,’ !/ >/ !./!" #!$%!&，［B-!-］8XU >/& L>9,A -!V［ (］) D,9A>+,&A./
Y,99，0112，40（40）：7 32767 32F )
［04］*%## <_，T.#BA,C (;，‘>AM>’ :‘，,9 ># ) R..-69,-E,A>9%A, !./!" #!$%!&’
>’ A,E#>",-,/9’ @.A .AM>/!" ’.#N,/9’ !/ -%#9!E+>’, B!.EA.",’’ .E,A>9!./’
［(］) H!.9,"+/.# H!.,/M，0111，UF（0）：0076055 )
［03］8@A%,/&,A T，J-!&\.\. :，ZA>M# [，,9 ># ) O@@!"!,/9 L+.#,6",## B!.9A>/’6
@.A->9!./ !/ > B!E+>’!" !./!" #!$%!& a L>9,A ’C’9,-［(］) J/M,L *+,- ?/9
O&，0114，45（54）：4 30F64 352 )
［0U］R.B,A9’ I(，YC, _( ) JEE#!">9!./ .@ A..-69,-E,A>9%A, !./!" #!$%!&’ !/
B!.">9>#C’!’：.EE.A9%/!9!,’ >/& "+>##,/M,’［ (］) J*<
［07］Y.=>/. 8，&, ;!,M. D，_%,M>/ (8，,9 ># ) <9>B!#!=>9!./ .@!6"+C-.9ACE’!/
BC !./!" #!$%!&’ !/ 9A>/’,’9,A!@!">9!./ A,>"9!./’［(］) H!.9,"+/.# H!.,/M，
0112，73（3）：3U563UF )
0113 年 G 月 黄 敏等：离子液体对固定化 -(%%1(’#/.%$+ %$’$7*+*($ 细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应的影响 ·37·
万方数据