本发明公开了一种聚氨酯改性海藻酸钙凝胶微球及其制备方法，包括双键封端聚氨酯预聚体的合成和海藻酸钙接枝改性。本发明利用聚氨酯类预聚物侧链，在天然聚多糖材料海藻酸钙凝胶内部形成结晶区域，影响吸附位点排布方式，使目标分子在基材内部有序结合。为目标分子提供单一结合形式，提高印迹材料的识别选择性和结合量；同时结晶区域的形成充当物理交联点，获得凝胶结构稳定性，提高凝胶材料耐溶胀性；本发明丰富了天然聚多糖的改性方法，为海洋动植物材料开发、改性及应用提供新思路。