べん毛モーターの回転計測において，慣性力，遠心力は考慮すべきか？

バクテリアのべん毛モーターは，直径が約40nm，という極小の回転モーターであり，そのままではその動きを観察することができません．

また，べん毛モーターから伸びているべん毛フィラメントもとてもとても細く，一般的な光学顕微鏡で観察することは不可能です．

しかし，レーザー暗視野を用いた計測，蛍光染色した計測（フィラメントは観察しているが回転は計測していない？），などいろいろな計測方法があります．

しかし，一般的には，ポリスチレンビーズをべん毛フィラメントに付着させた実験系が一般的です．　　

では，まずは，べん毛モーターの回転計測の基本的な性質を見ていきましょう．

・光学顕微鏡で観察・計測

バクテリアが生きている状態で観察する必要がありますので，光学顕微鏡で観察・計測しています．

・水溶液中

光学顕微鏡のところとかぶりますが，水溶液中で実験をおこないます．

塩，バッファーなどの水溶液ですが，粘性は水とそれほど変わらず，

\( \Large \eta = 10^{-3} \ Pa \cdot s\)

とします．ここで，ニュートン流体を考えます．溶液の弾性要素は無視してかまわないこととします．

温度は大体室温，25度程度と考えればいいかと思います．

もちろん，溶液の粘度を変えた実験，温度を変えた実験もあります．

・ポリスチレンビーズ

シリカなどの別素材のビーズを使うこともありますが，ここでは，一般的なポリスチレンビーズについてです．

ポリスチレンとは，ネット情報では，プラスチック樹脂，ということです．

ここ，によると，

　密度：1.05 g/cm³

となっており，若干水より密度が高い素材となっています．

・回転速度

回転速度に関しては，菌種，負荷，入力エネルギーなどの条件に依存しますが，大まかな値を表にすると，

　・ビブリオ菌

　・大腸菌

・回転半径

べん毛フィラメントに固定したビーズの重心位置と回転中心が一致している場合，回転を検出することができませんので，基本的に偏心しているビーズを計測します．

その回転半径は，フィラメントとビーズの付き方に依存するので，ばらつきますが，

ビブリオ菌の場合：0.5 µm

大腸菌の場合，：0.15 µm

程度です．

さて，いろいろな手法で検討していきましょう．

次ページには，レイノルズ数，から検討していきます．