D-Glutamine ซึ่งเป็นเอ็นแอนติโอเมอร์ D ของกรดอะมิโนกลูตามีน ถูกนำมาใช้หลักๆ ในงานวิจัยทางชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุล โดยไม่เหมือนกับ L-กลูตามีนที่พบทั่วไปในระบบชีวภาพ มันทำหน้าที่เป็นเครื่องมือเฉพาะทางในการศึกษาความจำเพาะทางสเตอริโอของเอนไซม์ การรับรู้แบบคีรัล และการเมตาบอลิซึมที่แตกต่างกันระหว่างกรดอะมิโนแบบ D และ L

• ใช้ในการศึกษาการขนส่งกรดอะมิโน เส้นทางสังเคราะห์โปรตีน และการทำงานของเอนไซม์ โดยโครงสร้างที่ไม่เป็นธรรมชาติช่วยแยกแยะกิจกรรมที่จำเพาะต่อรูปแบบ L
• นำไปใช้ในสื่อเพาะเลี้ยงเซลล์เฉพาะทาง เพื่อตรวจสอบผลกระทบของกรดอะมิโนแบบ D ต่อการเจริญเติบโตและความมีชีวิตของเซลล์ โดยเฉพาะในงานเปรียบเทียบ
• ในจุลชีววิทยา ช่วยในการเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตที่สามารถใช้ประโยชน์จากกรดอะมิโนแบบ D ได้
• มีบทบาทในงานวิจัยประสาทวิทยา เพื่อสำรวจอิทธิพลต่อการควบคุมสารสื่อประสาทและการส่งสัญญาณของกรดอะมิโนแบบ D ในสมอง

การประยุกต์ใช้ที่เฉพาะเจาะจงเหล่านี้ทำให้ D-Glutamine เป็นเครื่องมือสำคัญในการพัฒนาความเข้าใจกระบวนการชีวภาพที่ขึ้นกับคีรัล