MMAD的分子设计融合了螯合化学与生物偶联技术的精髓。其DTPA骨架通过乙二胺单元延伸出五个羧酸臂，形成稳定的金属螯合腔；而马来酰亚胺基团的引入，则巧妙利用了巯基（-SH）在生物分子中的普遍性（如半胱氨酸残基），实现了从无机金属到有机生物分子的“桥梁”作用。
在生物医药应用中，MMAD的双重功能得到充分体现。例如，在放射性核素治疗中，MMAD可同时螯合治疗性同位素（如镥-177）并偶联肿瘤靶向配体，构建“精准制导”的放射药物。此外，MMAD还可用于MRI造影剂的表面修饰，通过螯合钆离子增强组织对比度，同时利用生物偶联实现靶向成像。
值得关注的是，MMAD在蛋白质工程中的应用。通过定点修饰蛋白质表面的巯基，可引入MMAD分子，赋予蛋白质新的功能（如金属螯合、荧光标记），为生物制剂的开发提供了新思路。
未来挑战包括提高MMAD的生物降解性，以及探索其在基因治疗载体修饰中的潜力。
