L-Phenylalanine-15N ใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และทางการแพทย์ โดยเฉพาะในการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโนในร่างกาย เนื่องจากเป็นไอโซโทปที่ติดฉลากด้วยไนโตรเจน-15 ทำให้สามารถติดตามและวิเคราะห์เส้นทางเมแทบอลิซึมได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการศึกษาด้านโภชนาการ เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการดูดซึมและการใช้ประโยชน์ของกรดอะมิโนในอาหาร รวมถึงการวิจัยทางเภสัชวิทยาเพื่อพัฒนายาและวิธีการรักษาใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับกรดอะมิโนนี้