ดิออกซิเจนิน โมโนดิจิทอกโซไซด์ ใช้หลักในการทำเครื่องหมายสารยับยั้งนิวคลีอิกแอซิดในชีววิทยาโมเลกุล โดยจะถูกคอนจูเกตกับนิวคลีโอไทด์เพื่อสร้างโปรบสำหรับการไฮบริดิไซเซชันในที่ (in situ hybridization) ซึ่งช่วยตรวจจับลำดับ DNA หรือ RNA เฉพาะเจาะจงในเซลล์หรือเนื้อเยื่อ สารนี้ยังใช้ในอิมมูโนฮิสโตเคมีสตริ (immunohistochemistry) โดยทำหน้าที่เป็นแฮปเทนสำหรับระบบตรวจจับด้วยแอนติบอดี ความจำเพาะและความไวสูงทำให้มีคุณค่าในงานวินิจฉัย เช่น การระบุความผิดปกติทางพันธุกรรมหรือเชื้อก่อโรค นอกจากนี้ยังใช้ในเทคนิคเวสเทิร์นบล็อตติ้งและ ELISA สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณโปรตีน