สารละลายลู (Lu solution) มีการใช้งานหลักในด้านการแพทย์ โดยเฉพาะในงานถ่ายภาพทางนิวเคลียร์และการบำบัดรักษามะเร็ง สารนี้มักใช้เป็นตัวทำเครื่องหมายร่วมกับโมเลกุลเป้าหมาย เช่น เพปไทด์หรือแอนติบอดี เพื่อให้สามารถจับกับเซลล์มะเร็งเฉพาะชนิดได้ ซึ่งช่วยในการตรวจสอบตำแหน่งของเนื้องอกและประเมินการแพร่กระจายของโรค นอกจากนี้ ลู-177 ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีในสารละลายนี้ มีคุณสมบัติปล่อยรังสีเบต้าที่สามารถทำลายเซลล์มะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีระยะทางการแผ่รังสีสั้น จึงส่งผลต่อเนื้อเยื่อรอบข้างน้อย ทำให้เหมาะสำหรับการรักษาแบบเจาะจงเป้าหมาย โดยเฉพาะในมะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งเนื้องอกของระบบต่อมไร้ท่อ และบางชนิดของมะเร็งตับ ในงานวิจัย สารละลายลูยังใช้ในการพัฒนายาต้านมะเร็งรูปแบบใหม่ และศึกษาพฤติกรรมของสารในร่างกายผ่านการติดตามรังสี ทำให้เข้าใจกลไกการออกฤทธิ์และการกระจายตัวของยาได้ดียิ่งขึ้น