本发明公开一种靶向β2AR的纳米抗体及其制备方法和应用,属于生物技术领域。该靶向β2AR的纳米抗体的氨基酸序列的互补决定区CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列分别如Seq ID No.2、Seq IDNo.3和Seq ID No.4所示。该纳米抗体的制备方法,包括:利用慢病毒感染构建过表达β2AR的细胞系;用过表达β2AR的HEK293T细胞进行第五轮筛选;通过二代测序获得相应DNA信息,得到富集程度最高的所述纳米抗体。本发明提出的纳米抗体,能够靶向β2AR胞外段,具体是靶向前两段,并且能够增强在OGD/R处理后的HT22细胞活性。