L-Phenylalanine-d5 ใช้เป็นสารมาตรฐานในการวิเคราะห์ทางเคมีและชีวภาพ โดยเฉพาะในการศึกษาเมแทบอลิซึมและกระบวนการทางชีวเคมีในร่างกาย มักใช้ในงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการติดตามและวัดระดับของ phenylalanine ในตัวอย่างทางชีวภาพ เช่น เลือดหรือปัสสาวะ นอกจากนี้ยังใช้ในงานด้านเภสัชวิทยาเพื่อศึกษาการดูดซึม การกระจายตัว และการขับถ่ายของยาในร่างกาย โดยการใช้ L-Phenylalanine-d5 ช่วยให้ได้ข้อมูลที่แม่นยำและน่าเชื่อถือมากขึ้นในการทดลองทางวิทยาศาสตร์