現有膽紅素定量檢測方法存在成本高、靈敏度低的問題。由于血清膽紅素水平與心血管疾病風險呈負相關，為實現對低水平膽紅素的測定，本文運用層層自組裝方法，將能發出藍色熒光和紅色熒光的金納米簇探針沉積于同一薄膜中，對兩種探針的熒光強度比值進行定量，構建比率型熒光傳感器。在此傳感器基礎上，根據膽紅素對薄膜傳感器發生的熒光猝滅效應，設計了一種便攜式的比率型血清膽紅素熒光檢測系統。系統硬件部分主要由主控芯片STM32F407、TSL237及TSL238T光頻傳感器組成。本系統通過三維打印設計了避光的檢測暗室，減少環境光干擾。實驗表明，所設計的比率型熒光檢測系統具有較強的抗干擾性、穩定性和準確性。該系統檢測膽紅素的線性相關度為0.987，具有良好的線性關系，在重復性實驗以及與標準儀器測試結果的對比中都具有較好的效果。本系統有望用于對低水平血清膽紅素的測定。