本发明涉及一种小分子化合物组合物及其应用，属于生物技术领域。本发明小分子化合物组合物包括NU7441、GW9662和D609或其立体异构体。本发明首次发现该小分子化合物组合能有效抑制高渗对角膜上皮细胞造成的氧化损伤，显著提高角膜上皮细胞的存活率。动物体内实验表明，在对注射东莨菪碱干眼模型小鼠的同时给予小分子化合物组合滴眼液滴眼的实验组与对照组相比，角膜缺损明显减少，泪液分泌增加，小分子化合物组合能有效预防角膜上皮的损伤，药效较高，且无明显药物毒性，小分子化合物组合未来可能成为临床上治疗干眼的一种强有效的药物。