本发明属于有机化学合成领域，公开了一种二茂铁衍生物及其合成方法和应用。本发明的二茂铁衍生物包括二价二茂铁衍生物、四价二茂铁衍生物、八价二茂铁衍生物或十四价二茂铁衍生物中的至少一种。在寡核苷酸分子中，二茂铁衍生物的琥珀酰亚胺酯可以修饰在不同位点核苷酸的氨基上，对寡核苷酸分子进行多重标记，此时寡核苷酸分子上带有二茂铁基团。二茂铁具有良好的电化学活性，因此目标核苷酸分子在电化学检测中可作为一种电化学传感指示剂，可有效提高检测灵敏度和信号强度，在基因检测领域也具有广阔的应用前景。