AbstractThis work demonstrates the inhibition effects of single-stranded (ssDNA) on the oxidase-like activity of a mixed-valence state cerium-based metal-organic framework, denoted as MVC-MOF. The MVC-MOF was synthesized by partial oxidation of cerium(III) which leads to the presence of both Ce(III) and Ce(IV) ions. The latter endows the MVC-MOF with a typical oxidase-like activity. However, on addition of ssDNA, the catalytic activity of the MVC-MOF is inhibited because it binds the MVC-MOF and thereby shield its active sites. This prevents the access of substrates. The inhibition by ssDNA depends on its length but not its sequence. By contrast, negligible changes in the oxidase-mimicking activity are observed if double-stranded DNA (dsDNA) is added. By employing a thymine-rich ssDNA (T-ssDNA) as a model DNA, a colorimetric assay was developed for the determination of Hg(II). This ion binds to T-ssDNA and causes the formation of T-dsDNA. Hence, the oxidase-mimicking activity is compromised. By using the oxidase substrate 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine that gives a colored product in the presence of oxygen, the assay has a linear response that covers 0.05 to 6 μM Hg(II) with a detection limit of 10.5 nM, and exhibits high selectivity over other metal ions. The assay was successfully applied to the determination of Hg(II) in environmental water samples. Graphical abstractSchematic of the inhibition effect of ssDNA on the oxidase-like activity of MVC-MOF that converts colorless TMB to oxTMB with blue color in the presence of oxygen, and its application in the construction of a colorimetric assay for Hg(II) determination.

中文翻译：

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通过 ssDNA 抑制混合价态铈基金属有机骨架的氧化酶样活性，比色测定汞 (II)

摘要这项工作证明了单链 (ssDNA) 对混合价态铈基金属有机框架的氧化酶样活性的抑制作用，表示为 MVC-MOF。MVC-MOF 是通过铈 (III) 的部分氧化合成的，这导致 Ce(III) 和 Ce(IV) 离子的存在。后者赋予 MVC-MOF 典型的氧化酶样活性。然而，加入 ssDNA 后，MVC-MOF 的催化活性受到抑制，因为它与 MVC-MOF 结合从而屏蔽了其活性位点。这防止了基板的访问。ssDNA 的抑制取决于其长度而不是其序列。相比之下，如果添加双链 DNA (dsDNA)，则观察到氧化酶模拟活性的变化可以忽略不计。通过采用富含胸腺嘧啶的 ssDNA (T-ssDNA) 作为模型 DNA，开发了一种用于测定 Hg(II) 的比色法。该离子与 T-ssDNA 结合并导致 T-dsDNA 的形成。因此，氧化酶模拟活性受到损害。通过使用氧化酶底物 3,3',5,5'-四甲基联苯胺，在氧气存在的情况下产生有色产物，该检测具有线性响应，覆盖 0.05 至 6 μM Hg(II)，检测限为 10.5 nM ，并表现出比其他金属离子高的选择性。该方法成功应用于环境水样中Hg(II)的测定。图解摘要ssDNA对MVC-MOF的氧化酶样活性的抑制作用示意图，MVC-MOF在氧气存在下将无色TMB转化为蓝色oxTMB，及其在构建Hg(II)测定比色法中的应用。该离子与 T-ssDNA 结合并导致 T-dsDNA 的形成。因此，氧化酶模拟活性受到损害。通过使用氧化酶底物 3,3',5,5'-四甲基联苯胺，在氧气存在的情况下产生有色产物，该检测具有线性响应，覆盖 0.05 至 6 μM Hg(II)，检测限为 10.5 nM ，并表现出比其他金属离子高的选择性。该方法成功应用于环境水样中Hg(II)的测定。图解摘要ssDNA对MVC-MOF的氧化酶样活性的抑制作用示意图，MVC-MOF在氧气存在下将无色TMB转化为蓝色oxTMB，及其在构建Hg(II)测定比色法中的应用。该离子与 T-ssDNA 结合并导致 T-dsDNA 的形成。因此，氧化酶模拟活性受到损害。通过使用氧化酶底物 3,3',5,5'-四甲基联苯胺，在氧气存在的情况下产生有色产物，该检测具有线性响应，覆盖 0.05 至 6 μM Hg(II)，检测限为 10.5 nM ，并表现出比其他金属离子高的选择性。该方法成功应用于环境水样中Hg(II)的测定。图解摘要ssDNA对MVC-MOF的氧化酶样活性的抑制作用示意图，MVC-MOF在氧气存在下将无色TMB转化为蓝色oxTMB，及其在构建Hg(II)测定比色法中的应用。氧化酶模拟活性受到损害。通过使用氧化酶底物 3,3',5,5'-四甲基联苯胺，在氧气存在的情况下产生有色产物，该检测具有线性响应，覆盖 0.05 至 6 μM Hg(II)，检测限为 10.5 nM ，并表现出比其他金属离子高的选择性。该方法成功应用于环境水样中Hg(II)的测定。图解摘要ssDNA对MVC-MOF氧化酶样活性的抑制作用示意图，MVC-MOF在氧气存在下将无色TMB转化为蓝色oxTMB，及其在构建Hg(II)测定比色法中的应用。氧化酶模拟活性受到损害。通过使用氧化酶底物 3,3',5,5'-四甲基联苯胺，在氧气存在的情况下产生有色产物，该检测具有线性响应，覆盖 0.05 至 6 μM Hg(II)，检测限为 10.5 nM ，并表现出比其他金属离子高的选择性。该方法成功应用于环境水样中Hg(II)的测定。图解摘要ssDNA对MVC-MOF的氧化酶样活性的抑制作用示意图，MVC-MOF在氧气存在下将无色TMB转化为蓝色oxTMB，及其在构建Hg(II)测定比色法中的应用。05 至 6 μM Hg(II)，检测限为 10.5 nM，对其他金属离子具有高选择性。该方法成功应用于环境水样中Hg(II)的测定。图解摘要ssDNA对MVC-MOF的氧化酶样活性的抑制作用示意图，MVC-MOF在氧气存在下将无色TMB转化为蓝色oxTMB，及其在构建Hg(II)测定比色法中的应用。05 至 6 μM Hg(II)，检测限为 10.5 nM，对其他金属离子具有高选择性。该方法成功应用于环境水样中Hg(II)的测定。图解摘要ssDNA对MVC-MOF的氧化酶样活性的抑制作用示意图，MVC-MOF在氧气存在下将无色TMB转化为蓝色oxTMB，及其在构建Hg(II)测定比色法中的应用。