ใช้เป็นสารมาตรฐานภายในที่ติดฉลากด้วยไอโซโทปเสถียรในการวิเคราะห์ด้วยสเปกโตรเมตรีมวล (mass spectrometry) และ HPLC เพื่อการวัดปริมาณ theobromine อย่างแม่นยำในตัวอย่างชีวภาพ เช่น เลือด ปัสสาวะ และเนื้อเยื่อ การประยุกต์ใช้หลักคือในการศึกษเภสัชจลนศาสตร์ การควบคุมโด๊ป และพิษวิทยากฎหมาย ซึ่งช่วยแยกแยะระหว่าง theobromine จากแหล่งภายในร่างกาย (endogenous) และจากภายนอก (exogenous) เนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกันแต่มีมวลเพิ่มขึ้นจากดิวเทอเรียม 6 อะตอม จึงรับประกันการวัดที่แม่นยำโดยไม่รบกวนพฤติกรรมของสารต้นแบบในขั้นตอนการวิเคราะห์