ไบโอไซติน ถูกใช้เป็นสารติดตามเส้นทางของเซลล์ประสาทในงานวิจัยทางประสาทวิทยา โดยเฉพาะในการศึกษาโครงสร้างของเครือข่ายประสาทในสมอง เนื่องจากสามารถแทรกเข้าไปในเซลล์ประสาทและติดป้ายเฉพาะเจาะจงกับโปรตีนที่มีเป้าหมายได้ เมื่อรวมกับสารเรืองแสง เช่น เสทรป์แทวิดินที่ติดกับฟลูออเรสเซนต์ ทำให้สามารถมองเห็นเส้นใยประสาทและการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ นอกจากนี้ ไบโอไซติน ยังใช้ในเทคนิคการติดฉลากเซลล์แบบ intracellular labeling ซึ่งนิยมใช้ในงานชีววิทยาของระบบประสาท เพื่อศึกษารูปร่างและลักษณะของเซลล์ประสาทหลังการบันทึกสัญญาณไฟฟ้า ช่วยให้เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและการทำงานของเซลล์ประสาทได้ดีขึ้น ในบางกรณี ไบโอไซติน ยังถูกใช้เป็นตัวกลางในการแยกและจับโปรตีนเป้าหมายในงานโปรตีโอมิกส์ เนื่องจากมีความจำเพาะสูงต่ออะวิดินและสเตรป์แทวิดิน ซึ่งช่วยให้สามารถดึงโปรตีนที่ต้องการออกมาจากสารละลายที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ