Maleimido-mono-amide-DOTA ถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขารังสีเภสัชวิทยาและการถ่ายภาพโมเลกุล การประยุกต์ใช้หลักคือในการเชื่อมต่อกับไบโอโมเลกุล เช่น แอนติบอดี เปปไทด์ หรือโปรตีน สำหรับการถ่ายภาพและบำบัดแบบกำหนดเป้าหมาย กลุ่ม maleimide ช่วยให้สามารถติดต่อกับโมเลกุลที่มี thiol ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเลือกสรร ในขณะที่ส่วน DOTA ช่วยให้สามารถจับกับไอออนรังสี เช่น lutetium-177 หรือ gallium-68 สำหรับวัตถุประสงค์ในการวินิจฉัยและบำบัด ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าการพัฒนารังสีเภสัชวิทยาสำหรับการวินิจฉัยและรักษามะเร็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรังสีบำบัดแบบกำหนดเป้าหมายและการถ่ายภาพ positron emission tomography (PET) นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการวิจัยเพื่อศึกษากระบวนการทางชีววิทยาและระบบการส่งยา เนื่องจากความสามารถในการสร้าง conjugates ที่เสถียรและเฉพาะเจาะจง