Redigerer Akselerator massespektrometri

{{Infoboks kjemisk analyse|navn=Akselerator massespektrometri|bilde=1 MV accelerator mass spectrometer.jpg|bildetekst=Akselerator massespektrometer ved Lawrence Livermore National Laboratory|akronym=AMS|klassifikasjon=[[Massespektrometri]]|analytter=[[Organisk forbindelse|Organiske molekyler]] <br> [[Biomolekyl]]er|produsenter=|relatert=[[Partikkelakselerator]]|teknikker=}}
'''Akselerator massespektrometri''' ('''AMS''') er en form for [[massespektrometri]] som akselererer ioner til ekstraordinært høy [[kinetisk energi]] før masseanalyse. Den spesielle styrken til AMS blant massespektrometriske metoder er dens styrke til å skille en sjelden [[isotop]] fra en nærliggende masse ("overflodfølsomhet", f.eks. [[Karbon-14|<sup>14</sup>C]] fra [[Karbon-12|<sup>12</sup>C]]).<ref>{{Kilde bok|url=https://www.worldcat.org/oclc/38236749|tittel=Compendium of chemical terminology : IUPAC recommendations|dato=1997|utgiver=Blackwell Science|isbn=0-86542-684-8|utgave=2nd ed|utgivelsessted=Oxford [England]|oclc=38236749}}</ref> Metoden undertrykker molekylære isobarer fullstendig og kan i mange tilfeller også skille [[Isobar (nuklide)|atomisobarer]] (f.eks. <sup>14</sup>N fra <sup>14</sup>C). Dette muliggjør påvisning av naturlig forekommende, langlivede radio-isotoper som <sup>10</sup>[[Beryllium|Be]], <sup>36</sup>[[Klor|Cl]], <sup>26</sup>[[Aluminium|Al]] og <sup>14</sup>C. Deres typiske isotopiske overflod varierer fra 10<sup>−12</sup> til 10<sup>−18</sup>. AMS kan overgå konkurrerende teknikk for forfallstelling for alle isotoper der [[halveringstid]]en er lang nok.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Mass spectrometry and isotopes: A century of research and discussion|publikasjon=Mass Spectrometry Reviews|doi=10.1002/mas.20061|url=http://doi.wiley.com/10.1002/mas.20061|dato=Januar 2006|fornavn=Herbert|etternavn=Budzikiewicz|etternavn2=Grigsby|fornavn2=Ronald D.|serie=1|språk=en|bind=25|sider=146–157|issn=0277-7037|besøksdato=2021-03-12}}</ref>

== Metoden ==
Generelt opprettes negative ioner (atomer som er ionisert) i en [[ionekilde]]. I enkelte tilfeller tillater dette allerede undertrykkelse av en uønsket isobarer, som ikke danner negative ioner (som <sup>14</sup>N når<sup>14</sup>C-måles). De forhåndsakselererte ionene skilles vanligvis av et første [[Sektormassespektrometri|sektormassespektrometer]] og går deretter inn i en elektrostatisk "tandemakselerator". Dette er en stor kjernepartikkelakselerator basert på prinsippet [[Van de Graaff-generator|Tandem van de Graaff Accelerator]] som opererer på 0,2 til mange millioner [[volt]] med to trinn som fungerer sammen for å [[Akselerasjon|akselerere]] partiklene. Ved forbindelsespunktet mellom de to trinnene endrer ionene ladning fra negativ til positiv ved å passere gjennom et tynt lag av [[materie]] ("stripper", enten gassen eller en tynn karbonfolie). Molekyler vil bryte fra hverandre i dette strippetrinnet.<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Ultrasensitive Mass Spectrometry with Accelerators|publikasjon=Annual Review of Nuclear and Particle Science|doi=10.1146/annurev.ns.30.120180.002253|url=http://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.ns.30.120180.002253|dato=Desember 1980|fornavn=A E|etternavn=Litherland|serie=1|språk=en|bind=30|sider=437–473|issn=0163-8998|besøksdato=2021-03-12}}</ref><ref>{{Kilde artikkel|tittel=Mass spectrometry and geochronology|publikasjon=Mass Spectrometry Reviews|doi=10.1002/(SICI)1098-2787(1998)17:23.0.CO;2-J|url=https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/%28SICI%291098-2787%281998%2917%3A2%3C97%3A%3AAID-MAS2%3E3.0.CO%3B2-J|dato=1998|fornavn=John R. de|etternavn=Laeter|serie=2|språk=en|bind=17|sider=97–125|issn=1098-2787|besøksdato=2021-03-12}}</ref> Fullstendig undertrykkelse av molekylære isobarer (f.eks. <sup>13</sup>CH<sup>-</sup> i tilfelle av <sup>14</sup>C-målinger) er en grunn til den eksepsjonelle overflodfølsomheten til AMS. I tillegg fjerner støtet flere av ionens [[elektron]]er og omdanner det til et positivt ladet ion. I andre halvdel av akseleratoren akselereres det nå positivt ladede ionet bort fra det meget positive sentrum av den elektrostatiske akseleratoren som tidligere tiltrakk det negative ionet. Når ionene forlater akseleratoren, er de positivt ladede og beveger seg med flere prosent av [[lysets hastighet]]. I et andre trinn av massespektrometer skilles fragmentene fra molekylene fra ionene av interesse. Dette spektrometeret kan bestå av magnetiske eller elektriske sektorer, og såkalte hastighetsvelgere, som bruker både [[Elektrisk felt|elektriske felt]] og [[Magnetisk felt|magnetiske felt]]. Etter dette stadiet er ingen bakgrunn igjen, med mindre det eksisterer en stabil (atomær) isobar som danner negative ioner (f.eks. <sup>36</sup>S hvis den måler <sup>36</sup>Cl), som ikke undertrykkes i det hele tatt av oppsettet som er beskrevet hittil. Takket være ionenes høye energi kan disse skilles fra hverandre ved hjelp av metoder som er lånt fra [[kjernefysikk]], som nedbryterfolier og gassfylte magneter. Individuelle ioner blir til slutt oppdaget ved enkeltiontelling (med silisiumoverflatebarriere-detektorer, ioniseringskamre og/eller flyvetidsteleskoper). Takket være ionenes høye energi kan disse detektorene gi ytterligere identifikasjon av bakgrunnsisobarer ved bestemmelse av kjernelading.

=== Generalisering ===
[[Fil:12929 2008 Article 54 Fig1 HTML.jpg|miniatyr|Skjematisk diagram over et akseleratormassespektrometer<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Recent advances in biomedical applications of accelerator mass spectrometry|publikasjon=Journal of Biomedical Science|doi=10.1186/1423-0127-16-54|url=http://www.jbiomedsci.com/content/16/1/54|dato=2009|fornavn=Sang|etternavn=Hah|serie=1|språk=en|bind=16|sider=54|issn=1423-0127|pmc=PMC2712465|pmid=19534792|besøksdato=2021-03-12}}</ref>]]
Ovennevnte er bare ett eksempel. Det er andre måter AMS oppnås på; imidlertid arbeider de alle basert på å forbedre masseselektivitet og spesifisitet ved å skape høy kinetisk energi før molekylet ødeleggelse ved stripping, etterfulgt av enkeltiontelling.

== Historie ==
[[Luis Walter Alvarez|L.W. Alvarez]] og Robert Cornog fra [[USA]] brukte først en akselerator som massespektrometer i 1939 da de brukte en [[syklotron]] for å demonstrere at <sup>3</sup>He var stabil; fra denne observasjonen konkluderte de umiddelbart og riktig at den andre masse-3-isotopen, [[tritium]] (<sup>3</sup>H), var [[Radioaktivt stoff|radioaktiv]]. I 1977, inspirert av dette tidlige arbeidet, erkjente [[Richard A. Muller]] ved Lawrence Berkeley Laboratory at moderne akseleratorer kunne akselerere radioaktive partikler til en energi der bakgrunnsinterferensene kunne skilles fra ved hjelp av partikkelidentifikasjonsteknikker. Han publiserte den sentrale oppgaven i Science<ref>{{Kilde artikkel|tittel=Radioisotope Dating wit a Cyclotron|publikasjon=Science|doi=10.1126/science.196.4289.489|url=https://www.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.196.4289.489|dato=1977-04-29|fornavn=R. A.|etternavn=Muller|serie=4289|språk=en|bind=196|sider=489–494|issn=0036-8075|besøksdato=2021-03-12}}</ref> som viser hvordan akseleratorer (syklotroner og lineære) kan brukes til påvisning av tritium (<sup>14</sup>C) og flere andre isotoper av vitenskapelig interesse, inkludert <sup>10</sup>Be; han rapporterte også den første vellykkede radioisotopdatoen eksperimentelt oppnådd ved bruk av tritium. Oppgaven hans var den direkte inspirasjonen for andre grupper som brukte syklotroner (G. Raisbeck og F. Yiou, i [[Frankrike]]) og tandem lineære akseleratorer (D. Nelson, R. Korteling, W. Stott hos McMaster). K. Purser og kollegaer publiserte også vellykket påvisning av radiokarbon ved hjelp av deres tandem i Rochester. Rett etterpå rapporterte Berkeley og franske team om vellykket påvisning av <sup>10</sup>Be, en isotop som er mye brukt i [[geologi]]. Siden akseleratorteknikken var mer følsom med en faktor på rundt 1000, nærmest fortrengte de eldre "forfallsteller" -metodene for disse og andre radioisotoper.

== Referanser ==
<references />

{{Massespektrometri}}

{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Massespektrometri]]