DL-Phenyl-d5-alanine ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยและพัฒนา โดยเฉพาะในสาขาชีวเคมีและเภสัชวิทยา มันเป็นสารประกอบที่ติดฉลากไอโซโทปเสถียร ทำให้มีคุณค่าในการศึกษาการเผาผลาญและการทดสอบยา นักวิจัยใช้มันเพื่อติดตามและวิเคราะห์เส้นทางการเผาผลาญ ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกระบวนการประมวลผล phenylalanine ในร่างกาย นอกจากนี้ ยังใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนที่ติดฉลากสำหรับใช้ใน NMR spectroscopy และ mass spectrometry เพื่อช่วยในการศึกษากโครงสร้างและการทำงาน การติดฉลากด้วยดิวเทอเรียมยังทำให้มีประโยชน์ในการศึกษาฟาร์มาโคไคเนติกส์เพื่อเข้าใจการดูดซึม การกระจาย การเผาผลาญ และการขับถ่ายของยา