Thiol-PEG3-phosphonic acid ethyl ester ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการเชื่อมต่อทางชีวภาพ (bioconjugation) และการปรับปรุงพื้นผิว (surface modification) กลุ่ม thiol ช่วยให้สามารถสร้างพันธะที่เสถียรกับพื้นผิวโลหะ เช่น ทอง เงิน และโลหะอื่นๆ ทำให้มีคุณค่าต่อการสร้างชั้นโมเลกุลประกอบตัวเอง (self-assembled monolayers: SAMs) ในเทคโนโลยีนาโนและการพัฒนาเซ็นเซอร์ชีวภาพ (biosensor) ส่วน spacer PEG3 ช่วยเพิ่มความละลายในน้ำและลดการโต้ตอบที่ไม่จำเป็น ซึ่งมีความสำคัญในงานประยุกต์ทางการแพทย์ชีวภาพ นอกจากนี้ กลุ่ม phosphonic acid ethyl ester ช่วยให้ยึดติดอย่างแข็งแรงกับพื้นผิวออกไซด์ของโลหะ เช่น ไทเทเนียมหรือเหล็กออกไซด์ สนับสนุนการนำไปใช้ในระบบนำส่งยาและนาโนอนุภาคที่ถูกปรับแต่ง สารนี้ยังถูกใช้ในการสังเคราะห์ยาที่กำหนดเป้าหมาย (targeted drug conjugates) โดยทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมเพื่อติดยารักษากับชีวโมเลกุล เช่น แอนติบอดีหรือเปปไทด์ ความหลากหลายของสารนี้ทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการออกแบบวัสดุขั้นสูงสำหรับการวินิจฉัย การรักษา และเทคโนโลยีนาโน