本发明涉及一种聚乙二醇化两亲性交替共聚物金属螯合剂PEG‑P(L‑alt‑R)‑PEG、金属螯合物PEG‑P(ML‑alt‑R)‑PEG及其制备方法与应用。本发明的聚乙二醇化两亲性交替共聚物金属螯合剂的制备方法简单，可有效的螯合多种金属离子且具有良好的生物相容性和延长的体内循环时间。该聚乙二醇化两亲性交替共聚物金属螯合剂在磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描成像(Positron emission computed tomography，PET)、单光子发射计算机断层成像(SPECT)以及荧光成像领域具有广泛的应用前景。