Lenalidomide-PEG1-azide ถูกนำมาใช้หลักๆ ในด้านการเชื่อมต่อทางชีวภาพ (bioconjugation) และระบบการส่งยาแบบกำหนดเป้าหมาย (targeted drug delivery systems) โครงสร้างของมันช่วยให้ทำหน้าที่เป็นโมเลกุลเชื่อมโยง (linker molecule) เพื่อติดตั้ง lenalidomide ซึ่งเป็นยาที่มีฤทธิ์ปรับภูมิคุ้มกันอย่างแรง กับโมเลกุลชีวภาพต่างๆ หรืออนุภาคนาโน สิ่งนี้ช่วยให้สามารถส่งยาไปยังเซลล์หรือเนื้อเยื่อเฉพาะเจาะจงได้อย่างแม่นยำ เพิ่มประสิทธิภาพการรักษาในขณะที่ลดผลข้างเคียงนอกเป้าหมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีคุณค่ามากในการบำบัดมะเร็ง ซึ่งสามารถใช้สร้าง antibody-drug conjugates (ADCs) หรือโครงสร้างกำหนดเป้าหมายอื่นๆ เพื่อส่ง lenalidomide โดยตรงไปยังเซลล์มะเร็ง นอกจากนี้ กลุ่ม azide ในโมเลกุลช่วยให้เกิดปฏิกิริยา click chemistry ทำให้เป็นเครื่องมือที่หลากหลายในชีวเคมีสำหรับสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการวิจัยในด้านภูมิคุ้มกันวิทยาและการพัฒนายา ซึ่งช่วยในการศึกษากลไกทางเซลล์และพัฒนากลยุทธ์การรักษาใหม่ๆ