4-Nitro-DL-phenylalanine Hydrate ใช้ในการวิจัยทางชีวเคมีในฐานะกรดอะมิโนที่ไม่เป็นธรรมชาติเพื่อศึกษากลไกการทำงานของเอนไซม์และปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน มันทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนต่างๆ ช่วยในการสำรวจคุณสมบัติทางโครงสร้างและหน้าที่ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายับยั้งเอนไซม์ ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับเส้นทางเมแทบอลิซึมและเป้าหมายบำบัดที่เป็นไปได้ กลุ่มไนโตรของมันทำให้เป็นเครื่องมือตรวจสอบที่เป็นประโยชน์ในการศึกษาด้วยสเปกโทรสโกปี ช่วยวิเคราะห์พลวัตของโปรตีนและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการตรวจสอบระบบขนส่งกรดอะมิโนในเซลล์