สารนี้มีการใช้งานหลักในงานวิจัยทางชีววิทยาโมเลกุลและชีวเคมี โดยเฉพาะในการติดฉลากโปรตีนหรือแอนติบอดีเพื่อการตรวจจับหรือแยกสารชีวโมเลกุลเป้าหมาย เนื่องจากบิโอตินมีความจับเฉพาะกับสเตรปทาวิดิน (streptavidin) หรือแอฟฟิน (avidin) ได้อย่างแข็งแรง ทำให้สามารถใช้ในระบบตรวจจับที่ต้องการความไวสูง เช่น ELISA, การแยกโปรตีนด้วย affinity purification หรือการถ่ายภาพเซลล์ (cell imaging) กลุ่ม PEG3 ช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำและลดการเกาะกันของโมเลกุล ทำให้การทำงานในสภาพแวดล้อมชีวภาพมีประสิทธิภาพดีขึ้น นอกจากนี้ หมู่กรดคาร์บอกซิลิกที่ปลายสายโซ่สามารถทำปฏิกิริยากับหมู่อะมิโนของโปรตีนหรือเพปไทด์ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น EDC/NHS เพื่อสร้างพันธะได้สะดวก จึงนิยมใช้สารนี้ในการสร้างโมเลกุลเชื่อม (bioconjugates) สำหรับงานวิจัยด้านชีวเภสัชภัณฑ์ การพัฒนาแอนติบอดีติดฉลาก หรือระบบส่งยาเฉพาะที่ที่ต้องการความแม่นยำสูง