ใช้ในการย้อมสีโปรตีนที่จัดเรียงตัวเป็นเส้นใยหรือโครงสร้างแบบไฟบริล (fibril) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานวิจัยเกี่ยวกับโรคทางระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์ ซึ่งโปรตีนเบต้าอะไมลอยด์จะรวมตัวกันเป็นก้อนในสมอง การใช้ไธโอฟลาวิน ที ช่วยให้สามารถตรวจจับการสะสมของโปรตีนเหล่านี้ได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เนื่องจากสารนี้จะเรืองแสงเมื่อจับกับโครงสร้างไฟบริล ทำให้เหมาะสำหรับการศึกษาการก่อตัวของโปรตีนผิดปกติในห้องปฏิบัติการ รวมถึงใช้ในการทดสอบประสิทธิภาพของสารที่อาจช่วยยับยั้งการรวมตัวของโปรตีนในงานพัฒนายา