Pomalidomide-PEG4-azide ถูกนำมาใช้หลักๆ ในการพัฒนา antibody-drug conjugates (ADCs) และการบำบัดมะเร็งแบบกำหนดเป้าหมาย โครงสร้างของมันช่วยให้สามารถเชื่อมต่อ pomalidomide ซึ่งเป็นสารปรับภูมิคุ้มกัน กับแอนติบอดีหรือโมเลกุลกำหนดเป้าหมายอื่นๆ ผ่านลิงเกอร์ PEG4-azide ทำให้สามารถส่งยาไปยังเซลล์มะเร็งได้อย่างแม่นยำ เพิ่มประสิทธิภาพการรักษาและลดผลข้างเคียงนอกเป้าหมาย

นอกจากนี้ ยังถูกใช้ใน proteolysis-targeting chimeras (PROTACs) เพื่อย่อยสลายโปรตีนเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางโรค

สารนี้ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษาการโต้ตอบระหว่างโปรตีนและกลไกการส่งสัญญาณในเซลล์ โดยเฉพาะในบริบทของมะเร็งและการปรับภูมิคุ้มกัน ความหลากหลายของมันทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในการพัฒนาการรักษาและการวิจัยทางชีวการแพทย์

เนื่องจากมีกลุ่ม azide สามารถทำปฏิกิริยา click chemistry ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น cycloaddition กับ alkyne ทำให้เชื่อมต่อกับโมเลกุลอื่นๆ ได้ง่าย และยังใช้ในระบบนำส่งยาแบบเป้าหมาย การถ่ายภาพ และการวินิจฉัยเพื่อติดตามกระบวนการทางชีวภาพในเซลล์