Создан и введен в штатный режим работы ускорительный масс-спектрометр (УМС/AMS)

Ускорительный масс-спектрометр дает возможность осуществлять датирование по изотопам бериллия и алюминия. Получаемые результаты позволяют с высокой точностью определять как возраст в археологических исследованиях, так и фармакокинетику лекарственных средств, осуществлять экологический мониторинг. Чувствительность УМС-анализа в 10 тыс. раз превосходит чувствительность метода определения концентрации 14С путем подсчета числа распадов (сцинтилляционный счетчик), который широко применяется в России для датирования объектов.

УMС-комплекс включает несколько основных систем:

– многопозиционный распылительный источник отрицательных ионов, служащий для преобразования атомов исследуемого образца в ионы;

– канал транспортировки от ионного источника на вход перезарядного ускорителя ионов с напряжением на высоковольтном электроде 2 МВ;

– перезарядный ускоритель ионов;

– канал транспортировки от перезарядного ускорителя ионов к системе регистрации редких изотопов с напряжением на высоковольтном электроде 2 МВ;

– система регистрации ионов изотопов (финальные детекторы).

На УМС суммарно выполнено более 2,5 тыс. измерений натуральных и стандартных образцов. Проведено более тысячи экспериментальных измерений возраста различных органических материалов из археологических местонахождений и геологических разрезов.

В ЦКП разработана и изготовлена линия для химической подготовки проб, запущено оборудование для их предварительного анализа, отлажены процессы конверсии, развернуто серийное получение образцов для тестовых экспериментов на УМС по прямому масс-спектрометрическому датированию микрообразцов (1 мг). Уникальные методики пробоподготовки образцов позволяют производить на УМС рутинные измерения радиоуглеродного возраста различных органических материалов: растительных остатков, карбонатов, донных осадков, древесного угля, кости, кожи и т.д. Производительность лаборатории – 10 образцов в сутки. Лаборатория подготовки проб для УМС оснащена современным аналитическим оборудованием и, помимо выполнения своих основных задач, участвует в совместных проектах по исследованию Арктики, динамики изменения климата, диеты древнего человека. За время работы лаборатории было подготовлено для измерений и проанализировано более 10 тыс. натуральных образцов (осадочные породы Арктики и Охотского моря, древесина, уголь, костные останки и биологические пробы).

Ускорительная масс-спектрометрия позволяет выйти на высокий уровень в экспериментальных работах. Кроме прямого радиоуглеродного датирования, данные по космогенным и редким изотопам используются при изучении процессов в атмосфере, включая особенности циркуляций, перенос материала, контраст атмосферных осадков; в океанологии – для реконструкции процессов осадконакопления, океанических циркуляций; в химии и биохимии – для отслеживания кинетики реакций и изотопного фракционирования при ионно-диффузных процессах; в осадочной геологии, гляциологии и лимнологии – при тестировании осадочных архивов и их датировке; в экологии – для установления степени техногенного воздействия на различные компоненты глобальной экосистемы; в ядерной физике и астрофизике – при изучении фундаментальных свойств материи и космического пространства.

УМС широко применяется в биомедицине – в фармакологии и токсикологии, а с недавнего времени – и в биохимических исследованиях (механизмы связывания канцерогенов с ДНК, возраст и время обновления клеток и т.д.). Уникальная чувствительность УМС, в тысячу и более раз превышающая точность других методов, позволяет получать достоверные фармакокинетические данные при приеме 1/100 фармакологической дозы лекарственных средств, что позволяет проводить испытания нового лекарственного вещества на человеке на ранней стадии разработки, значительно снижая стоимость создания препаратов.