東京大学の研究グループは，分子振動光熱顕微鏡を応用し，細胞内に形成される温度勾配に伴う生体分子の熱泳動現象を可視化することに世界で初めて成功した（ニュースリリース）。
分子振動を利用した顕微鏡技術は，ラマン散乱や赤外吸収といった分子の振動過程を捉えることで，標識なしに化学情報を取得できる手法として，生命科学や医療の分野で注目されている。
従来は，ラマン散乱光や赤外光の吸収そのものを計測していたが，研究グループが開発した分子振動光熱顕微鏡では，分子振動による赤外光吸収が引き起こすわずかな温度上昇に伴う屈折率の変化を検出することで，間接的に化学的なコントラストを得ている。
研究グループは，この検出メカニズムをさらに応用し，赤外光の照射により細胞内に誘起された定常的な温度勾配を利用して熱泳動を発生させ，生体分子の質量濃度の変化を光回折トモグラフィで可視化することに成功した。これにより，これまで人工的な環境でしか調べられなかった生体高分子の熱泳動現象を，生きた細胞内で直接観測できるようになった。
この手法により，細胞内での分子の拡散係数とソレー係数の定量的な評価が可能となった。また，細胞質では核とは逆方向，つまり低温側から高温側へと分子が移動する熱泳動が観察された。この挙動は，熱泳動で移動した小分子が周囲の高分子を押し出すことで逆方向の輸送を引き起こす拡散泳動を誘起した可能性を示している。
さらに，二酸化炭素供給を止めた条件下で長時間観察を行なったところ，数時間経過後に熱泳動が顕著に低下する現象が確認された。これは，細胞死の進行に伴う分子の凝集によって，細胞内部がガラス化している可能性を示唆しているという。
研究グループは，従来は難しかった，細胞内分子の流動性や拡散性といった物理的性質を可視化することで生命現象を探る新たな生命科学研究が可能になるとしている。
