本发明公开一种利用两亲性DNA进行上转换纳米颗粒转相及DNA偶联的方法，包括以下步骤：S1，合成一种具有多条烷烃侧链修饰的两亲性DNA分子；S2，DMSO溶解两亲性DNA分子，加入氯仿超声；S3，提供一种上转换纳米颗粒，用氯仿重悬；S4，将上转换纳米颗粒与两亲性DNA分子混合均匀，超声分散，使用水相缓冲液重悬，DNA分子的烷烃侧链和上转换纳米颗粒表面的疏水油酸通过配体嵌插的作用相结合，获得一种DNA分子修饰的上转换纳米颗粒，同时实现上转换纳米颗粒的转相及DNA偶联。根据本发明，可以很好地将上转换纳米颗粒从有机相中转换至水相中，实现上转换纳米颗粒在水相中的均匀分散，具有良好的生物医学应用前景。