mPEG-SH ถูกใช้อย่างแพร่หลายในงาน bioconjugation และการดัดแปลงพื้นผิว เนื่องจากความสามารถในการนำโซ่ polyethylene glycol (PEG) เข้ามาโดยใช้หมู่ thiol-reactive ปลาย thiol (SH) จับเฉพาะกับพื้นผิวทองคำ ทำให้เหมาะสำหรับการสร้างชั้น PEGylated บนอนุภาคนาโนทองคำและเซ็นเซอร์ชีวภาพ ซึ่งช่วยลดการจับแบบไม่จำเพาะและเพิ่มความเสถียรในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังใช้ในการดัดแปลงโปรตีน เพปไทด์ และแอนติบอดีโดยการติดกับสารตกค้าง cysteine ซึ่งช่วยเพิ่มความละลาย ลด immunogenicity และยืดระยะเวลาการไหลเวียนในงานบำบัด ในระบบส่งยา mPEG-SH ช่วย стабилизировать nanocarriers และป้องกันการรวมตัว นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการพัฒนาแพลตฟอร์มวินิจฉัย เช่น เซ็นเซอร์ชีวภาพและ microarrays ซึ่งเคมีพื้นผิวที่ควบคุมได้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตรวจจับที่แม่นยำ mPEG-SH ยังถูกใช้เป็นตัวเชื่อมต่อในการดัดแปลงพื้นผิวของอนุภาคนาโน เช่น ทองคำหรือควอนตัมดอท เพื่อเพิ่มความเสถียรและลดการรวมตัวของอนุภาคในสารละลาย ช่วยให้อนุภาคมีคุณสมบัติเข้ากันได้ทางชีวภาพดีขึ้น สำหรับการใช้งานในระบบส่งยาเป้าหมายหรือการถ่ายภาพทางการแพทย์ โดยหมู่ -SH จะจับกับพื้นผิวโลหะ ในขณะที่หมู่ PEG ช่วยสร้างชั้นป้องกันและลดการจับตัวของโปรตีนจากสิ่งแวดล้อม