บิวทิริลโคไลน์เอสเทอเรสจากเซรุ่มของม้า ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยทางชีวเคมีเพื่อศึกษากิเนติกส์ของเอนไซม์และการยับยั้ง มันทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ตัวอย่างสำหรับการทำความเข้าใจกลไกของกิจกรรมโคไลน์เอสเทอเรส ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาการรักษาโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาทางพิษวิทยาเพื่อประเมินผลกระทบของยาฆ่าแมลงชนิดออร์กาโนฟอสเฟตและคาร์บาเมต เนื่องจากสารประกอบเหล่านี้ยับยั้งกิจกรรมของโคไลน์เอสเทอเรส เอนไซม์นี้ยังถูกใช้ในวิทยาศาสตร์นิติวิทยาเพื่อตรวจหาและวัดปริมาณการสัมผัสกับสารประสาท ในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ มันช่วยในการพัฒนาเซ็นเซอร์ชีวภาพสำหรับตรวจจับสารยับยั้งโคไลน์เอสเทอเรสในตัวอย่างสิ่งแวดล้อมและตัวอย่างทางชีวภาพ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปสู่เภสัชวิทยา ที่ซึ่งมันช่วยในการคัดกรองตัวแทนบำบัดที่เป็นไปได้ซึ่งมุ่งเป้าไปที่ความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับโคไลน์เอสเทอเรส