N-Desthiobiotin-N-bis(PEG4-NHS ester) ใช้ในการปรับแต่งและปรับปรุงคุณสมบัติของโมเลกุลทางชีวภาพ โดยเฉพาะในกระบวนการไบโอคอนจูเกชัน (Bioconjugation) เนื่องจากมีกลุ่ม NHS ester สองกลุ่มที่สามารถทำปฏิกิริยากับกลุ่มอะมิโน (amine groups) บนโปรตีนหรือเปปไทด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดพันธะโคาเลนต์ที่เสถียร ช่องว่าง PEG4 สองตัวช่วยเพิ่มความละลายในน้ำและลดการขัดขวางเชิงสเตริก (steric hindrance) ส่งผลให้การจับและปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลเป้าหมายมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ ยังมีการใช้ในงานวิจัยทางชีววิทยาโมเลกุล เพื่อติดฉลากหรือตรวจจับโมเลกุลเป้าหมายด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น การใช้สเตรปทาวิดิน (streptavidin) ในการจับกับเดสเทียวไบโอติน (desthiobiotin) ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำและความไวในการทดลอง โดยเหมาะสำหรับการปรับแต่งแอนติบอดี เอนไซม์ หรือโปรตีนอื่นๆ ในแอสเซย์ การวินิจฉัย หรือระบบส่งยา