本发明涉及微流控芯片技术领域，具体公开了一种三维多孔石墨烯薄膜的制备方法及其微流控芯片，将碳掺杂二氧化钛纳米纤维分散于纯乙醇中并进行超声处理后，与光敏丙烯酸酯基质、光引发剂一起添加到超声处理后的氧化石墨烯水溶胶中，并再次进行超声处理后，采用投影微立体光刻技术制造出所需的固态三维结构的预备体，氧化石墨烯被囚禁于丙烯酸聚合物的刚性长链中；本发明采用投影微立体光刻技术制造三维多孔石墨烯薄膜，能够大范围组装二维石墨烯纳米片，在使其形成三维结构的同时保留其原有的物理化学性质，具有较大的比表面积、三维导电路径和多孔结构，能为免疫蛋白的固定提供更多的活性位点，利于生物粒子捕捉固定，可显著检测肿瘤生物标志物。