DBCO-Biotin ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเคมีชีวภาพออร์โธกอนัล (bioorthogonal chemistry) สำหรับการติดฉลากและตรวจจับโมเลกุลทางชีวภาพ การประยุกต์ใช้หลักคือในปฏิกิริยาเคมีคลิก (click chemistry) ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อไบโอตินกับโมเลกุลที่มีกลุ่ม azide ได้อย่างจำเพาะและมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในโปรตีโอมิกส์และการถ่ายภาพเซลล์ เนื่องจากช่วยให้สามารถติดแท็กและแสดงภาพโปรตีน กรดนิวคลีอิก และส่วนประกอบเซลล์อื่นๆ ได้อย่างแม่นยำ

แท็กไบโอตินช่วยอำนวยความสะดวกในการทำให้บริสุทธิ์หรือตรวจจับโดยใช้ระบบ 기반สเตรปตาวิดิน ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีค่าในโครมาโทกราฟีความสัมพันธ์ ELISA และกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนส์ รวมถึงเทคนิคอื่นๆ เช่น immunofluorescence, flow cytometry และ western blot เพื่อวิเคราะห์และศึกษาการแสดงออกของโปรตีนได้อย่างแม่นยำ

นอกจากนี้ DBCO-Biotin ยังถูกใช้ในการวิจัยการส่งยาเพื่อกำหนดเป้าหมายและติดตามตัวแทนบำบัดในระบบชีวภาพ รวมถึงการพัฒนาวัสดุชีวภาพ โดยการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวัสดุหรืออนุภาคนาโน เพื่อเพิ่มความสามารถในการจับกับเซลล์หรือเนื้อเยื่อเป้าหมาย ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งยาและการรักษาโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความเสถียรและความจำเพาะภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับกลยุทธ์การเชื่อมต่อชีวภาพขั้นสูง