ATP是一种高能磷酸盐复合物，作为能量储存的分子广泛存在于生物体中。它参与着活细胞的新陈代谢活动，如细胞机能、膜运输、重要细胞化合物的合成与分解等。生物体内ATP的含量能够对细胞的代谢和死亡产生重大的影响。已有许多疾病的发生被证实与ATP的含量异常有关，例如心血管疾病、帕金森症和阿尔茨海默氏症。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)作为一种辅酶，在许多细胞中的新陈代谢反应中起到传递质子（即氢离子）的作用，是活细胞中关键的电荷载体。NAD+在细胞增殖、细胞衰亡、转录调控、DNA修复、钙稳态、热量控制介导寿命延长等生物学过程中也扮演着关键的角色。非标记荧光传感方法凭借快速方便、灵敏度高等优点，已经引起了越来越多研究者的关注。因此，本论文以生物小分子ATP、NAD+为研究对象，发展了一系列非标荧光传感方法，具体内容包括：（1）在第二章中，采用基于切刻内切酶信号放大（NESA）与G-四链体的非标荧光传感方法对三磷酸腺苷（ATP）进行检测。将N-甲基卟啉二丙酸IX（NMM）作为信号响应物质，引入NESA技术，研究出一种新型灵敏的非标记检测ATP的传感方法。在这种检测方法中，T4DNA连接酶以ATP为辅助因子，引发缺口连接反应。接着再利用NESA技术进行循环放大，产生许多富G序列，加入一价离子后形成能与NMM发生特异性结合的G-四链体结构，产生显著增强的荧光信号。这种非标记荧光传感方法的动力学范围为10nM到1000nM，检测下限为0.8nM，表现出了简单、灵敏度和选择性高的优点。（2）在第三章中，结合缺口连接反应与G-四链体结构，运用非标荧光传感方法检测辅酶。以NAD+作为E.coli DNA连接酶的辅酶引发缺口反应，并基于G-四链体结构设计一种非标记型荧光DNA探针，间接实现了对辅酶NAD+的有效分析，检测下限达到0.5nM。这种设计既保留了荧光传感器的优点，又不需要对DNA探针进行标记，大大节约了成本，具有高灵敏度与高选择性的优点，能够帮助人们更好的理解辅酶在生化过程中发挥的重要作用。（3）在第四章中，将氧化石墨烯（GO）引入非标荧光适配体方法中，结合GO独特的对单双链DNA的吸附差异和优良的荧光淬灭特性，采用高灵敏的有机荧光染料SYBR Green I（SG），对ATP进行分析检测。我们将ATP的适配体序列劈开成两部分，设计了两条无标记的DNA链，分别包含ATP的部分适配体序列。当目标ATP存在时，ATP结合两条探针形成不能被GO吸附的双链-ATP夹心复合物，嵌SG于夹心复合物中，通过检测SG的荧光发射信号实现对ATP的灵敏检测。该方法设计简单，操作方便，经济快速。