传统的电化学传感器均需外部电源,这限制了它们的应用。酶生物燃料电池具有用酶作催化剂直接将化学能转化为电能的能力,在温和条件下产生可持续能源,有利于设备小型化和便携式。与传统的电化学传感器相比,结合酶生物燃料电池的自供能传感装置有利于实现快速、便携式的现场检测,降低生产成本。其中,酶负载量和电子转移速率是影响酶生物燃料电池性能的关键因素。纳米复合材料具有比表面积大、导电性好、生物相容性好等特点,已在基于酶生物燃料电池的自供能传感器中得到广泛应用。引入能源收集装置可进一步提高自供能传感器的灵敏度。本论文的主要工作是基于酶生物燃料电池和生物放大技术构建高性能自供能电化学传感器用于生物分子的高灵敏检测,并引入超级电容器,进一步提高方法的检测灵敏度。主要内容如下:（1）基于单室葡萄糖/空气酶生物燃料电池构建新型自供能电化学生物传感平台用于L-半胱氨酸的灵敏检测。以超薄空心碳壳/金纳米颗粒复合材料为酶生物燃料电池的电极材料,该材料可显著促进电子转移,提高自供能传感器的灵敏度。设计了DNA生物共轭物用于提高生物阳极酶的负载量。当Ag⁺存在时,含有葡萄糖氧化酶的DNA生物共轭物可以固定在阳极表面。当L-半胱氨酸存在时,由于L-半胱氨酸与Ag⁺形成不溶性的硫醇盐,含有葡萄糖氧化酶的DNA生物共轭物脱落,开路电压显著减低,因此通过开路电压的变化实现了L-半胱氨酸的定量。在优化条件下,该传感器的线性范围为10 nmol/L-5μmol/L,检出限为2.20 nmol/L。该方法有较好的选择性,已用于人尿中L-半胱氨酸的检测。（2）基于单室酶生物燃料电池结合十字型DNA构建了高灵敏自供能miRNA传感器。采用硫硒共掺杂石墨烯/金纳米颗粒作为阴极和阳极的基底材料,通过酶赖氨酸残基上的末端氨基和AuNPs上的羧基之间进行缩合反应将葡萄糖氧化酶固定在阳极表面作为生物阳极。当目标物存在时,固定在阴极的捕获探针的环状结构被打开,捕获探针的末端与含有电子受体(即Fe（CN）₆^3-)的十字型DNA杂交物进行碱基互补配对,使杂交物固定在阴极表面。葡萄糖氧化酶催化葡萄糖的氧化产生电子,使Fe（CN）₆^3-还原为Fe（CN）₆^4-,产生电信号。随着miRNA-21浓度的增加,开路电压逐渐增大,据此建立miRNA-21灵敏检测的新方法。新方法的线性范围为0.5-10000 fmol/L,检出限为0.15 fmol/L。所构建的传感器无需外部电源,有较高的灵敏度,可用于实际样品检测。（3）将碳纳米管/金纳米颗粒和硫化锡/金纳米颗粒分别作为阴极和阳极的基底材料,并基于葡萄糖氧化酶和胆红素氧化酶分别构建了生物燃料电池的阳极和阴极,结合适配体构建了一种新型的蛋白质自供能传感装置。当凝血酶存在时,可以将生物共轭物固定在阳极表面,形成适配体-目标物-适配体的三明治结构,催化葡萄糖氧化,进而提高传感器的开路电压。在优化实验条件下,传感器的线性范围为0.02 ng/mL-5 ng/mL,检出限为7.90 pg/mL（0.22 pmol/L）,被成功用于人血清样品中凝血酶的检测。为了进一步提高自供能传感器的灵敏度,我们引入了超级电容器,构建了电容器/酶生物燃料电池混合装置,显著提高了电流响应信号,提高了方法的检测灵敏度。