mPEG-SH ถูกใช้เป็นตัวเชื่อมต่อในงานนาโนเทคโนโลยีและชีววัสดุ โดยเฉพาะในการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของอนุภาคนาโน เช่น ทองคำ ควอนตัมดอท หรือเหล็กออกไซด์ เพื่อเพิ่มความเสถียรภาพในสารละลาย และลดการจับตัวกันเป็นก้อน หมู่ -SH (ธิออล) จะจับกับพื้นผิวโลหะได้ดี ในขณะที่สายโซ่ PEG ช่วยสร้างชั้นป้องกันที่ทำให้อนุภาคไม่ถูกตรวจจับโดยระบบภูมิคุ้มกัน ทำให้มีอายุการใช้งานในกระแสเลือดยาวนานขึ้น นอกจากนี้ mPEG-SH ยังใช้ในการเตรียมระบบส่งยาแบบเจาะจงเป้าหมาย โดยสามารถต่อเติมโมเลกุลที่จำเพาะ เช่น แอนติบอดี หรือเปปไทด์ หลังจากผูกกับพื้นผิวแล้ว ยังนำไปใช้ในเซนเซอร์ชีวภาพเพื่อลดการจับตัวของโปรตีนที่ไม่ต้องการ และเพิ่มความไวในการตรวจวัดได้อีกด้วย