本发明提供了一种羧基磁珠偶联修饰的核酸探针及其制备方法和应用。该制备方法包括：羧基磁珠进行活化获得活化后的羧基磁珠；活化后的羧基磁珠与氨基修饰的核酸探针于偶联反应液中共孵育，得到羧基磁珠偶联修饰的核酸探针；所述偶联反应液为吗啉乙磺酸与N, N‑二甲基乙酰胺的混合溶液。将该羧基磁珠偶联修饰的核酸探针用于靶向捕获生物样品中的靶标核酸，靶向捕获的核酸能够满足基因突变检测和基因甲基化检测的需求，且能够避免生物样品中背景基因和抑制剂带来的影响，捕获效率高；能够在血液、尿液、粪便等DNA/RNA低丰度样本中靶向捕获特定基因。