L-Tyrosine-3,5-D2 ถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษากระบวนการเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโนในร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการติดตามและวิเคราะห์ปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกี่ยวข้องกับไทโรซีน ซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสังเคราะห์สารสื่อประสาท เช่น โดปามีนและนอร์เอพิเนฟริน นอกจากนี้ยังถูกใช้ในการทดลองทางเภสัชวิทยาเพื่อตรวจสอบผลกระทบของยาและสารเคมีต่อระบบประสาทและกระบวนการทางชีวภาพอื่นๆ การใช้ไอโซโทปของไทโรซีนนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถติดตามการเคลื่อนที่และการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลได้อย่างแม่นยำในระบบสิ่งมีชีวิต