Fabrication and experimental validation of a newly developed copper oxide nanoparticles (CuO-NPs) and silver nanoparticles (AgNPs) immobilized SM-MM-SM-MM-SM (SMSMS) in-line Mach–Zehnder interferometer (MZI) fiber structure-based sensor using localized surface plasmon resonance (LSPR) technique are reported in this article. The AgNPs and CuO-NPs are used to improve the biocompatibility and sensitivity of the sensor. The nanoparticles (NPs) and immobilized probe were characterized by UV-Vis spectrophotometer, HR-TEM, SEM, and EDX, revealing superior performance over the existing uric acid (UA) sensors. The proposed optimized structure-based optical fiber sensors (OFSs) exhibit excellent specificity, sensitivity, and limit of detection (LoD) for the detection of UA. Moreover, the developed sensor exhibits linear profile over a very wide range: 1) $10~\mu \text{M}$ –1 mM for detection over UA presents in serum, while the normal range of UA in serum is 100– $400~\mu \text{M}$ and 2) 0.4–10 mM for detection over UA presents in urine, while the normal range of UA in urine is 1.5–4.4 mM. In addition, the developed sensor has a distinguished advantage, such as multicompatibility over the detection of UA presents in both serum and urine along with its high selectivity, reusability, reproducibility, and lowest LoD. The proposed AgNPs and CuO-NPs immobilized and the uricase functionalized SMSMS structure-based LSPR sensor has better compatibility and are potent candidates for medical applications.

中文翻译：

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使用氧化铜和银纳米粒子固定SMSMS纤维结构探针开发尿酸传感器

新开发的氧化铜纳米粒子 (CuO-NPs) 和银纳米粒子 (AgNPs) 固定化 SM-MM-SM-MM-SM (SMSMS) 在线马赫-曾德干涉仪 (MZI) 纤维结构传感器的制造和实验验证本文报道了使用局部表面等离子体共振 (LSPR) 技术。AgNPs 和 CuO-NPs 用于提高传感器的生物相容性和灵敏度。纳米颗粒 (NPs) 和固定化探针通过紫外-可见分光光度计、HR-TEM、SEM 和 EDX 进行表征，显示出优于现有尿酸 (UA) 传感器的性能。所提出的优化的基于结构的光纤传感器 (OFS) 对 UA 的检测具有出色的特异性、灵敏度和检测限 (LoD)。此外，开发的传感器在很宽的范围内表现出线性轮廓：1) $10~\mu \text{M}$ –1 mM 用于检测血清中存在的 UA，而血清中 UA 的正常范围为 100– $400~\mu \text{M}$ 和 2) 0.4-10用于检测尿中 UA 的 mM，而尿中 UA 的正常范围是 1.5-4.4 mM。此外，所开发的传感器具有显着的优势，例如与检测血清和尿液中存在的 UA 相比具有多重兼容性，以及其高选择性、可重复使用性、重现性和最低的 LoD。所提出的固定的 AgNPs 和 CuO-NPs 以及尿酸酶功能化的基于 SMSMS 结构的 LSPR 传感器具有更好的兼容性，是医疗应用的有力候选者。而尿液中 UA 的正常范围是 1.5-4.4 mM。此外，所开发的传感器具有显着的优势，例如与检测血清和尿液中存在的 UA 相比具有多重兼容性，以及其高选择性、可重复使用性、重现性和最低的 LoD。所提出的固定的 AgNPs 和 CuO-NPs 以及尿酸酶功能化的基于 SMSMS 结构的 LSPR 传感器具有更好的兼容性，是医疗应用的有力候选者。而尿液中 UA 的正常范围是 1.5-4.4 mM。此外，所开发的传感器具有显着的优势，例如与检测血清和尿液中存在的 UA 相比具有多重兼容性，以及其高选择性、可重复使用性、重现性和最低的 LoD。所提出的固定的 AgNPs 和 CuO-NPs 以及尿酸酶功能化的基于 SMSMS 结构的 LSPR 传感器具有更好的兼容性，是医疗应用的有力候选者。