ใช้ Biotin-maleimide ในกระบวนการ bioconjugation เพื่อติดไบโอตินกับโมเลกุลที่มีหมู่ thiol เช่น หมู่ cysteine ในโปรตีนหรือกรดนิวคลีอิกที่ถูกดัดแปลงด้วย thiol หมู่ maleimide ทำปฏิกิริยาเลือกสรรกับหมู่ sulfhydryl ภายใต้สภาวะอ่อนโยน สร้างพันธะ thioether ที่เสถียร ช่วยให้สามารถติดป้ายเฉพาะ การตรวจจับ หรือการตรึงชีวโมเลกุลในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ELISA, Western blotting, flow cytometry และ affinity purification

Biotin-maleimide มีประโยชน์อย่างยิ่งใน pull-down assays และการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนที่ใช้ระบบตรวจจับแบบ streptavidin นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในการพัฒนา biosensors และระบบส่งยาแบบ targeted เนื่องจากการจับกันที่แข็งแรงและจำเพาะระหว่างไบโอตินกับ streptavidin หรือ avidin

นิยมใช้ในเทคนิคต่างๆ เช่น Western blot, ELISA, และการแยกโปรตีนด้วย streptavidin beads เนื่องจากไบโอตินจับกับสเตรปทาวิดินได้แน่นมาก ช่วยเพิ่มความไวในการตรวจจับ รวมถึงใช้ในงานศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน (protein-protein interaction) และการวิเคราะห์โปรตีนที่อยู่บนผิวเซลล์ (cell surface labeling) ได้อย่างแม่นยำ