本发明涉及一种双脂膜表面改性的蛋白质芯片，其以硅基片为固体基片，其上依次为与硅基片共价键结合的L－α－磷脂酰乙醇胺单分子层，和与该磷脂酰乙醇胺单分子层通过疏水作用结合的对硝基苯酯基－聚乙二醇－(1，2－双油酰基－3－甘油磷脂乙醇胺)层。该蛋白质芯片是在微流道系统中将L－α－磷脂酰乙醇胺单分子层共价固定到硅基片表面，然后吸附对硝基苯酯基－聚乙二醇－(1，2－双油酰基－3－甘油磷脂乙醇胺)得到的。该蛋白质芯片可以用于椭偏成像生物传感器，通过在该蛋白质芯片表面PEG的末端官能基来共价固定配基分子，探测能与其特异性结合的靶分子，二者结合后，在椭偏成像系统中可以观察到蛋白质芯片表面形貌变化。本发明的双脂膜表面改性的蛋白质芯片可以有效阻止非特异性吸附，其配基分子层具有很好的稳定性，且保持高生物活性。