本发明提供一种全人源抗CD33单链抗体ZJL101。通过噬菌体展示技术，以人CD33-ECD蛋白做为靶抗原从高容量的全人源白血病噬菌体抗体库中经多轮筛选，并在大肠杆菌中诱导表达出单链抗体ZJL101，并经过Ni柱亲和纯化而获得。本发明获得的全人源抗CD33单链抗体ZJL101能够特异抑制CD33阳性的白血病细胞株HL-60和Kasumi-1的生长，该单链抗体本身及其可变区序列经过基因工程改造成其它的抗体形式后，可作为治疗药物或药物运载体用于CD33阳性的白血病的靶向治疗。该单链抗体具有结构简单、免疫源性低、特异性强、相对分子量小、穿透性强等优点，是一种理想的靶向药物和药物运载体。