ใช้ในงานวิจัยทางเมแทบอลิซึมเพื่อศึกษาวงจรยูเรีย โดยเฉพาะในการติดตามเส้นทางไนโตรเจนและคาร์บอนเนื่องจากรูปแบบเดยูเทอเรต (d6) ของมัน ทำให้สามารถวิเคราะห์อย่างแม่นยำในสเปกโทรเมตรีมวลและการศึกษาด้วย NMR เพื่อติดตามการไหลของเมแทบอลิซึมในหน้าที่ของตับและการเมแทบอลิซึมกรดอะมิโน นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในงานทดลองติดฉลากไอโซโทปที่เสถียรเพื่อตรวจสอบการสังเคราะห์และการหมุนเวียนของโปรตีน โครงสร้างที่ติดฉลากเดยูเทอเรียมทำให้มีคุณค่าต่อการศึกษาฟาร์มาโคไคเนติกส์และไดนามิกส์ของเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับออร์นิทีน รวมถึงกระบวนการกำจัดแอมโมเนียและการผลิตอาร์จินีน ใช้ในงานวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชวิทยาเพื่อติดตามการเผาผลาญของกรดอะมิโนในร่างกาย โดยเฉพาะในกระบวนการสร้างยูเรียซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำจัดแอมโมเนียในตับ นิยมใช้เป็นสารติดตามไอโซโทปในระบบ HPLC-MS หรือ GC-MS เพื่อวิเคราะห์ปริมาณและเส้นทางการเปลี่ยนแปลงของ L-Ornithine ในตัวอย่างชีวภาพ ช่วยให้เข้าใจกลไกของโรคที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติในการเผาผลาญโปรตีนและกรดอะมิโน