頂空氣相色譜法(HS-GC)又稱液上氣相色譜分析，是一種聯(lián)合操作技術(shù)。通常采用進(jìn)樣針在一定條件下一定溫度下對固體、液體、氣體等進(jìn)行萃取吸附，然后在氣相色譜分析儀上進(jìn)行脫附注射。萃取過程常在固相微萃取平臺上進(jìn)行。

頂空-氣相色譜法是氣相色譜法中一種方便快捷的樣品前處理方法，其原理是通過樣品基質(zhì)上方的氣體成分來測定這些組分在原樣品中的含量，其基本理論依據(jù)是在一定條件下氣相和凝聚相(液相或固相)之間存在著分配平衡，我們可以把頂空分析看成是一種氣相萃取方法，即用氣體作為“溶劑"來萃取樣品中的揮發(fā)成分。頂空分析的靈敏度比較高，能滿足法規(guī)的要求，并且作為一種分析方法，頂空分析只取氣相部分進(jìn)行分析，大大減少了樣品基質(zhì)對分析的干擾。

基本類型

1、動態(tài)頂空氣相色譜法

此法使用惰性氣體通入液體(或固體)樣品中，把其中的揮發(fā)性氣態(tài)成分吹掃出來，進(jìn)行選擇性富集(可用吸附劑、冷阱等)，然后經(jīng)加熱(或其他方法)把所富集的氣態(tài)組分由載氣帶入氣相色譜柱中進(jìn)行分離分析，該方法也稱吹掃-捕集氣相色譜分析法。

2、靜態(tài)頂空氣相色譜法

將樣品密封在一個容器中，在一定的溫度下放置一段時間使氣液兩相達(dá)到平衡，然后取氣相部分進(jìn)入GC分析。靜態(tài)頂空GC又稱為一次氣相萃取，即根據(jù)這一次取樣的分析結(jié)果就可測定原來樣品中揮發(fā)性組分的含量，如果再取第二次樣，結(jié)果就不同于第一次取樣的分析結(jié)果，這是因為第一次取樣后樣品組成已經(jīng)發(fā)生了變化，這種方法也是我們常用的頂空氣相色譜法。

操作與優(yōu)勢

頂空色譜進(jìn)樣器可與國內(nèi)外各種氣相色譜儀相連接，它是將液體或固體樣品中的揮發(fā)性組分直接導(dǎo)入氣相色譜儀進(jìn)行分離和檢測的理想進(jìn)樣裝置。

它采用氣體進(jìn)樣，可專一性收集樣品中的易揮發(fā)性成分，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(fā)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，對分析人員和環(huán)境危害小，操作簡便，是一種符合“綠色分析化學(xué)”要求的分析手段。

頂空分析方法隨氣相色譜分析方法的發(fā)展在不斷更新和發(fā)展，現(xiàn)代頂空分析法已形成一個相對較為完善的分析體系。主要分為靜態(tài)頂空分析、動態(tài)頂空分析、頂空-固相微萃取三類。

頂空氣相色譜法和直接進(jìn)樣法、溶劑萃取法和吸附解附法進(jìn)樣比較有以下優(yōu)點：

? 準(zhǔn)確、簡單、快速、方便、自動和環(huán)保；

? 高靈敏度分析樣品中的揮發(fā)性成分；

? 由于高沸點成分不被導(dǎo)入GC，可縮短分析時間并加倍的提高工作效率；

? 由于高沸點成分不被導(dǎo)入GC，避免了高沸點成分污染分析系統(tǒng)，因而減少了儀器日常維護(hù)保養(yǎng)工作，并可延長了某些關(guān)鍵部件。

應(yīng)用

頂空技術(shù)的使用，可以免除冗長煩瑣的樣品前處理過程，避免有機(jī)溶劑帶入的雜質(zhì)對分析造成干擾，減少對色譜柱及進(jìn)樣口的污染；頂空色譜技術(shù)以其簡單實用的優(yōu)點在環(huán)境檢測（如飲用水中揮發(fā)性鹵代烴和工業(yè)污水中揮發(fā)性有機(jī)物）、藥物中有機(jī)殘留溶劑檢測、食品、法庭科學(xué)、石油化工、包裝材料、涂料及釀酒業(yè)分析等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

頂空氣相色譜法常用于酒后開車司機(jī)或行人發(fā)生交通事故后對其血液中酒精分析、中西醫(yī)藥投入市場前其殘留溶劑的標(biāo)準(zhǔn)分析、刑事案件中有毒氣體和揮發(fā)性毒物的認(rèn)定分析等，另外許多行業(yè)需要控制產(chǎn)品質(zhì)量或開發(fā)新產(chǎn)品等均會用到這種儀器。這種分析方法可避免水份、高沸點物或非揮發(fā)性物質(zhì)對分析柱造成超載和污染問題。而且操作簡單、快速，分析結(jié)果與氣相色譜一樣靈敏、可靠、準(zhǔn)確。

例如對香蕉、薄荷油、烤咖啡、白蘭地酒、威士忌酒等的揮發(fā)性組分的頂空氣相色譜分析，即使沒有作精密的定性定量分析，從色譜圖上也能了解其氣味或味道的真實的情況。另外，可與電子鼻、電子舌等感官儀器聯(lián)用，對食品、化妝品、藥品等的檢測分析有很好的輔助效果。包括：

? 石油化工：高聚物單體涂料等，可揮發(fā)性有機(jī)物；

? 環(huán)境科學(xué)：飲用水可揮發(fā)性鹵代烴和工業(yè)污水中有機(jī)有毒揮發(fā)物；

? 衛(wèi)生、防疫：醫(yī)療用品消毒熏蒸殘留分析；

? 食品行業(yè)：色酒、醋、醬油的質(zhì)量控制、包裝材料中乙醛殘留量、浸出油中6#溶劑殘留量；

? 香料香精：啤酒、茶葉中的香味分析；

? 藥品的質(zhì)檢：藥品中有機(jī)殘留溶劑；

? 法醫(yī)化學(xué)：血和尿液中的乙醇、酮、醛的測定；

? 其他：如土壤中可揮發(fā)性有機(jī)物等。

頂空氣相色譜法也可用于測定固體高聚物和高聚物分散系。此技術(shù)檢測殘留單體比用常規(guī)的把高聚物溶解后再度沉淀的方法要靈敏得多。頂空氣相色譜法也是測試高聚物化學(xué)穩(wěn)定性的一種快速而又簡便的方法。取容器中的氣體進(jìn)行氣相色譜分析，則可了解在各種溫度下容器材料的抗水蒸汽、抗HCl氣等的性能。

應(yīng)用實例

1、月旭WM-InoWAX(30m×0.25mm，0.25μm)測定冰醋酸中乙醛：

2、月旭WM-624(30m×0.53mm，3.0μm)測定聚乙烯醇中殘留溶劑：

維護(hù)及注意點

在使用頂空氣相色譜法做分析試驗過程中，須注意以下事項：

1、由于進(jìn)入頂空的載氣與汽化的樣品同時進(jìn)入氣相色譜，所以用于頂空的氣體須作凈化處理；

2、頂空瓶加熱溫度，定量管溫度，傳輸線溫度應(yīng)由小到大，傳輸線與進(jìn)樣口的溫度保持一致；

3、設(shè)置時間須注意，樣品充滿定量管的時間和進(jìn)樣的時間應(yīng)足夠長；

4、頂空進(jìn)樣器的壓力調(diào)節(jié)如果是手動的話，須記錄樣品加壓和載氣壓力值，以免由于閥狀態(tài)的變化引起壓力變化；

5、隔墊主要起到密封進(jìn)樣、清洗進(jìn)樣針的作用，一般隔墊可達(dá)到一百次進(jìn)樣以上壽命，不同廠家不同材質(zhì)壽命不一，隔墊可達(dá)400次以上壽命，而紅色硅膠隔墊一般為一百次。如發(fā)現(xiàn)進(jìn)樣口壓力下降，可檢查是否隔墊磨損嚴(yán)重，密封性變差，必要時更換。隔墊碎屑可導(dǎo)致本底升高，還有可能污染襯管、堵塞色譜柱，應(yīng)經(jīng)常更換，不必等到非換不可的程度。很多色友在安裝更換隔墊一般擰得過緊，這樣會導(dǎo)致隔墊過于收縮、變硬，進(jìn)樣時隔墊容易產(chǎn)生碎屑，壽命大幅下降，一般以不漏氣稍緊一些即可；

6、襯管在GC中主要起到樣品汽化室的作用，樣品在襯管中汽化并被帶入氣相中，有去活和不去活之分，也有分流/不分流、不分流、分流、直接進(jìn)樣、直接連接、聚焦、PTV等多種之分。不定期更換或未正確使用會導(dǎo)致峰形變差、溶質(zhì)歧視、重現(xiàn)性差、樣品分解、出現(xiàn)鬼峰等結(jié)果。襯管的維護(hù)保養(yǎng)主要是清洗、硅烷化和合理使用玻璃棉。