基于燃料电池的自供能传感体系已经成为一种重要的传感技术,也是目前传感发展方向的大趋势。它具有不需要外部电源、响应速度快、成本低和易于构建便携式、小型化、可穿戴式和可植入式的装置等诸多优势,已广泛用于生物化学分析、食品分析和环境污染检测等领域。在几类燃料电池中,光催化燃料电池（photocatalytic fuel cell,PFC）因其结合了光催化和电化学分析的双重优势,近年来引起了人们的研究兴趣。为了提高基于光催化燃料电池传感体系各方面的性能,本课题通过设计高性能、多样化的PFC,结合不同的特异性识别元件以及信号放大技术,构建了三种两电极体系下的光电化学分析传感平台,实现了不同目标物的信号放大型灵敏性检测。本论文主要研究内容如下:（1）设计了一种PFC与竞争免疫分析耦合的用于检测血小板衍生生长因子-BB（platelet derived growth factor-BB,PDGF-BB）的自供能传感器。在该PFC中,在可见光照射下,抗坏血酸（ascorbic acid,AA）在石墨化的氮化碳纳米片-氮掺杂还原氧化石墨烯-层状Mo S2异质结修饰的光阳极上被氧化,[Fe（CN）6]3-在硫氮共掺杂的还原氧化石墨烯修饰的阴极上被催化还原,产生电输出。为了实现PDGF-BB的特异性检测,将PDGF-BB的抗体固定在光阳极上作为识别元件。同时,使用生物偶联物多巴胺-黑色素纳米球@金纳米粒子@PDGF-BB作为目标物的竞争元素,通过阻碍AA向光阳极的转移,使PFC的输出显著降低。当目标物PDGF-BB与生物偶联物共存时,体积更小的目标分子与光阳极上固定的抗体竞争性结合,降低了生物偶联物的结合量,导致PFC的输出功率增大。在最佳的实验条件下,PFC的输出与PDGF-BB浓度的对数在20 pg m L-1～200 ng mL-1之间呈线性关系,检出限为6.2 pg mL-1（3σ）。此外,所开发的自供能竞争免疫传感器已成功应用于人血清样品中PDGF-BB的检测。（2）构建了一个CdS量子点增敏效应的PFC自供能传感体系用于灵敏地检测人类T-嗜淋巴细胞病毒II型DNA。该PFC是由石墨烯复合的硫化钼光阳极光催化AA的氧化,同时Pt阴极催化氧气的还原产生电输出。通过捕获探针DNA和量子点标记的通讯DNA,即两条与目标DNA互补的链特异性地识别并捕获目标物,使该传感系统具有优异的选择性。利用CdS量子点的增敏信号放大效应,设计了一种signal-on的DNA分析策略。该传感器在DNA浓度为0.1 pmol L-1～100 nmol L-1范围内,与PFC的响应信号呈线性关系,检出限为15 fmol L-1（3σ）,且表现出良好的稳定性、重现性和抗干扰能力。本研究为构建自供能基因检测平台以监测DNA活性和诊断DNA相关临床疾病提供了一种新的思路。（3）制备了一种用于磺胺间二甲氧嘧啶（sulfadimethoxine,SDM）检测的便携式自供能传感器,传感系统是由无膜的单室双光电极PFC和一个电容器组合而成。该PFC是由石墨化氮化碳覆盖CdS纳米花修饰的光电阳极和Cu Br修饰的光电阴极组成,在可见光的照射下产生适当的功率输出以驱动整个传感过程。这种双光电极系统不仅避免了昂贵Pt阴极的使用,而且具有更高的输出效率。为了放大传感器的电信号,在传感系统中加入了一个小型的电容器进一步放大PFC的输出,用便携式数字万用表代替传统笨重的电化学工作站记录短路电流。目标物SDM通过与特异性的适配体结合被光阳极捕获,进一步地被光催化氧化。随着目标物浓度的增加,输出信号随之增大,由此构建了一个signal-on的适配体传感器。传感器的线性范围为0.1～500 nmol L-1,检出限为57 pmol L-1（3σ）,其灵敏度是不使用电容器放大电路时的9.05倍。而且,该传感器已成功用于兽药样品中SDM的检测,有良好的准确度。