โซเดียม 2-ไทโอบาร์บิทูเรต ใช้หลักในการวิจัยทางชีวเคมีเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการตรวจสอบยูเรียในตัวอย่างเลือดและปัสสาวะ โดยทำปฏิกิริยากับยูเรียในที่มาของไดอะซิติลโมโนออกซิเมอร์ภายใต้สภาวะกรดเพื่อก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์สี ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยสเปกโตรโฟโตเมตรี การประยุกต์ใช้นี้มีความสำคัญในการวินิจฉัยทางคลินิกสำหรับการประเมินการทำงานของไตและการติดตามผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของไต นอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์อนุพันธ์ของกรดไทโอบาร์บิทูริก ซึ่งถูกศึกษาเพื่อคุณสมบัติทางเภสัชวิทยาที่มีศักยภาพ รวมถึงฤทธิ์ต้านชักและสงบประสาท บทบาทของมันในเคมีวิเคราะห์ขยายไปถึงการตรวจจับการเกิดเพอร์ออกซิเดชันของลิพิด โดยทำปฏิกิริยากับมาลอนไดอัลดีไฮด์ ซึ่งเป็นผลพลอยได้ของความเครียดออกซิเดชัน เพื่อก่อตัวเป็นโครโมเจนที่วัดได้ ทำให้มีคุณค่าในการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายจากออกซิเดชันในระบบชีวภาพ