太赫兹（Terahertz,简称THz）波是指频率在0.1-10 THz,对应波长在0.03-3 mm之间的电磁波。在过去的三十多年中,借助飞秒激光器的出现,人们发现了太赫兹波的很多独特性质,例如,光子能量低、穿透性强、瞬态性、宽带性与相干性等。此外,太赫兹波也可以与众多新型材料,例如石墨烯、液晶等相互作用产生独特的效应。太赫兹波的这些特性使它在国防安全、通讯技术以及医学诊断等方面有着很大的运用潜力。本论文以太赫兹科学在生物医学检测方面的运用为背景,将太赫兹科学与微流控技术及石墨烯材料相融合,研制了可以用于反射式太赫兹时域光谱系统的高性能太赫兹微流控芯片。本论文首先介绍了太赫兹科学与太赫兹时域光谱技术,论述了三明治夹心结构在透射式和反射式太赫兹系统的光学参数提取算法,设计并研究了一种可用于反射式太赫兹系统的三明治夹心结构太赫兹生物传感器。这种生物传感器的底片为硅材质,适用于含有硅棱镜的反射式太赫兹系统。为了提升传感器的灵敏度,我们在其内部转移了一层石墨烯,利用石墨烯与太赫兹波的相互作用增强太赫兹信号,以进一步提升生物传感器的性能。在设计制作完成后,采用纯水、酒精、无水乙醇、人表皮生长因子受体-2抗原蛋白（HER2蛋白）等样品验证了生物传感器的性能。随后,为了应对实时检测的需求,我们进一步改进使其盖片的材质换成了更易于加工和封装的聚二甲基硅氧烷（PDMS）材质,微流道结构可以做到更薄以节省样品用量。最后,我们使用了这种新设计的太赫兹生物传感器检测了人血浆的凝固过程,找出了在太赫兹频段内人血浆凝固过程的光学规律,即人血浆时域信号、频域信号与实折射率的幅值随时间逐渐减小。