頂空氣相色譜儀是將頂空進樣器與各種型號的氣相色譜儀相連接，將液體或固體樣品中的揮發性組分收集后直接導入氣相色譜儀進行分離和檢測的理想色譜分析儀器。采用頂空瓶中氣體進樣，其原理是通過加熱裝置將樣品中可揮發物組分烘出收集，與液-液萃取和固相萃取相比既可避免在除去溶劑時引起揮發物的損失，又可降低共提物引起的噪音，具有更高靈敏度和分析速度，同時對分析人員和環境危害小，自動化程度高且重復性好，操作簡便，是一種符合“綠色分析化學”要求的分析手段。
影響頂空氣相色譜儀有以下幾個參數，下面一一介紹：
1、樣品的性質
頂空氣體中各組分的含量不僅與其本身的揮發性有關，還與基質有關系，特別是那些在樣品基質中溶解度大（分配系數大）的組分，基質效應更為顯著。這是氣相色譜儀頂空進樣的一大特點，即頂空氣體的組成與原樣的組成不同，這對定量分析的影響非常嚴重，因此標準品必須與樣品相同或者相似的基質，否則定量分析誤差較大。減少基質效應：鹽析、加水、調pH、固體粉碎、稀釋等。
2、樣品量
在頂空氣相色譜中，進樣量是通過進樣時間或者定量管來控制的，還受溫度和壓力的影響。頂空分析進樣量是無重要意義的，重要的是進樣量的重現性，即要進樣條件的重現頂空瓶中的樣品體積對分析結果的影響很大，樣品量需依據樣品體系的性質來確定。
樣品量的重現性：待測組分的分配系數越小（在凝聚相中的溶解度越大），樣品量波動對結果的影響越大，實際分析，分配系數一般未知，故需樣品量的一致性。
樣品瓶的容積：樣品體積的上限是樣品瓶的80%，以便有足夠的頂空體積，常采用小于50%樣品瓶體積。
總之：樣品性質、分析目的和方法決定樣品體積的主要因素。
3、平衡溫度
樣品的平衡溫度與蒸汽壓直接相關，影響分配系數。一般來說，溫度也高、蒸汽壓越高、頂空氣體的濃度越高，分析靈敏度就越高。待測組分沸點越低，對溫度越敏感，從這一角度，平衡溫度高些，有利于縮短平衡時間。
實際分析中往往是在滿足靈敏度的條件下，選擇較低的平衡溫度。過高的溫度會導致某些組分的分解、氧化（樣品瓶中有空氣），還可能使頂 空氣體的壓力過高，特別是有機溶劑（故要選擇高沸點的有機溶劑），過高的頂空氣體壓力會導致系統漏氣。
4、平衡時間
平衡時間本質上取決于被測組分分子從樣品基質到氣相相色譜儀的擴散速度。擴散速度越快，所需平衡時間越短。另外，擴散系數又與分子尺寸、介質黏度和溫度有關。溫度越高、黏度越低，擴散系數越大。所以提高溫度可以縮短平衡時間。縮短平衡時間可以采用攪拌的方法，機械振動攪拌或者電磁攪拌。分析系數大的樣品，采用攪拌影響較小。
5、樣品瓶
頂空樣品瓶要求體積、能承受一定的壓力、密封性好、對樣品無吸附作用。現在一般使用硼硅玻璃制造。樣品瓶體積一般10~20mL,一般根據儀器要求和樣品確定體積。液體一般使用20mL。儀器因數要考慮色譜柱口徑的大小、進樣體積等。
密封蓋由塑料或者金屬加密封墊組成。通常使用一次性的金屬壓蓋。密封墊有三種硅橡膠（耐高溫性能好)、丁基橡膠（價格低）、氟橡膠（惰性好），為防止密封墊對樣品組分的吸附，現多用內襯聚四氟乙烯或鋁的密封墊。必要時應通過分析確認密封墊中不揮發物對樣品分析的干擾。
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