表面等离激元共振（surface plasmon resonance,SPR）是入射光波与金属纳米结构的表面电子波之间产生集体震荡的现象。由于SPR效应能实现突破光学衍射极限的纳米尺度上的限域、局部（近场）电磁场的数量级增强以及对介电环境极度敏感等特点,因此被广泛应用到物理、化学、生物环境及材料等诸多研究领域。其中,折射率传感器是SPR最重要的应用之一。基于SPR折射率传感（SPR refractive index sensor,SPR-RI sensor）的光流控系统是指将SPR的检测方法与微流控通道相结合的复合器件,不仅具有SPR折射率传感灵敏度高、普适性好的优势,还集成了微流控通道对样品注入、混合、交换、反应和分析等功能。因而可以实现高效率的高通量、原位检测等功能。但与此同时,这个复合器件对“SPR传感”和“微流控通道”又提出了新的要求。首先,如何获得性能优异的SPR折射率传感芯片;其次,如何选择和优化传感芯片的材料,从而实现传感芯片与微流控通道的稳定结合;第三,如何根据实际检测体系的需求,对传感基底表面进行功能化;最后,如何使整个光流控传感检测系统实现小型化、集成化,并实现高通量、低样品消耗量的检测。针对上述科学和技术问题,本论文以高性能SPR折射率光流控传感系统的研制和应用为目标,开展了如下研究:（1）利用实验室自制的全息光刻技术和角分辨光谱系统制备和优化了适用于折射率传感的SPR芯片,并探究了传感芯片和微流控通道的键合及光流控检测系统的制备,得到稳定集成的SPR折射率光流控传感系统。（2）系统探究了各结构参数对SPR模式半峰宽的具体影响,并进一步研究了半峰宽对灵敏度和FOM值（figure of merit）的影响。研究发现:当SPR传感芯片的散射体特征尺度不断增加时,共振峰的半峰宽将不断变宽,与此同时,灵敏度会发生先增加后减小的趋势,究其原因是,当半峰宽增加到20 nm左右时,其共振模式并未发生改变,并且随着半峰宽的增加,电磁场强度会随之增加,但当半峰宽超过一定范围（约20 nm）后,由于其共振模式发生了改变,导致其灵敏度又随之降低。随着半峰宽的增加,FOM值会持续减小。因此,该研究为实际体系的研究提供了一定的理论指导。（3）在仪器小型化研制方面做出了重要的进展,获得了长、宽、高分别为:50 mm,30.21 mm,40 mm的小型化检测装置。经过性能优化的小型化光流控传感装置将在便携式快速检测方面发挥重要潜能。（4）利用所研制的高性能SPR折射率光流控传感系统,原位实时监控聚多巴胺（polydopamine,PDA）在金属纳米结构表面的沉积过程。一方面验证了传感系统的优异性能,另一方面探究了PDA的沉积对传感性能的具体影响,从而对沉积条件进行优化,最终将修饰后的传感芯片应用于生物分子的检测。