上海瓦克儀器有限公司
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閱讀：19發布時間：2025-10-17
頂空氣相色譜法(HS-GC)又稱液上氣相色譜分析，是一種聯合操作技術。通常采用進樣針在一定條件下一定溫度下對固體、液體、氣體等進行萃取吸附，然后在氣相色譜分析儀上進行脫附注射。萃取過程常在固相微萃取平臺上進行。
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成分。頂空分析的靈敏度比較高，能滿足法規的要求，并且作為一種分析方法，頂空分析只取氣相部分進行分析，大大減少了樣品基質對分析的干擾。
基本類型
1、動態頂空氣相色譜法
此法使用惰性氣體通入液體(或固體)樣品中，把其中的揮發性氣態成分吹掃出來，進行選擇性富集(可用吸附劑、冷阱等)，然后經加熱(或其他方法)把所富集的氣態組分由載氣帶入氣相色譜柱中進行分離分析，該方法也稱吹掃-捕集氣相色譜分析法。
2、靜態頂空氣相色譜法
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到平衡，然后取氣相部分進入GC分析。靜態頂空GC又稱為一次氣相萃取，即根據這一次取樣的分析結果就可測定原來樣品中揮發性組分的含量，如果再取第二次樣，結果就不同于次取樣的分析結果，這是因為次取樣后樣品組成已經發生了變化，這種方法也是我們常用的頂空氣相色譜法。
操作與優勢
頂空色譜進樣器可與國內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性組分直接導入氣相色譜儀進行分離和檢測的理想進樣裝置。
它采用氣體進樣，可專一性收集樣品中的易揮發性成分，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，對分析人員和環境危害小，操作簡便，是一種符合“綠色分析化學"要求的分析手段。
頂空分析方法隨氣相色譜分析方法的發展在不斷更新和發展，現代頂空分析法已形成一個相對較為完善的分析體系。主要分為靜態頂空分析、動態頂空分析、頂空-固相微萃取三類。
頂空氣相色譜法和直接進樣法、溶劑萃取法和吸附解附法進樣比較有以下優點：
? 準確、簡單、快速、方便、自動和環保；
? 高靈敏度分析樣品中的揮發性成分；
? 由于高沸點成分不被導入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入GC，避免了高沸點成分污染分析系統，因而減少了儀器日常維護保養工作，并可延長了某些關鍵部件。
應用
頂空技術的使用，可以免除冗長煩瑣的樣品前處理過程，避免有機溶劑帶入的雜質對分析造成干擾，減少對色譜柱及進樣口的污染；頂空色譜技術以其簡單實用的優點在環境檢測（如飲用水中揮發性鹵代烴和工業污水中揮發性有機物）、藥物中有機殘留溶劑檢測、食品、法庭科學、石油化工、包裝材料、涂料及釀酒業分析等領域得到廣泛的應用。
頂空氣相色譜法常用于酒后開車司機或行人發生交通事故后對其血液中酒精分析、中西醫藥投入市場前其殘留溶劑的標準分析、刑事案件中有毒氣體和揮發性毒物的認定分析等，另外許多行業需要控制產品質量或開發新產品等均會用到這種儀器。這種分析方法可避免水份、高沸點物或非揮發性物質對分析柱造成超載和污染問題。而且操作簡單、快速，分析結果與氣相色譜一樣靈敏、可靠、準確。
例如對香蕉、薄荷油、烤咖啡、白蘭地酒、威士忌酒等的揮發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，可揮發性有機物；
? 環境科學：飲用水可揮發性鹵代烴和工業污水中有機有毒揮發物；
? 衛生、防疫：醫療用品消毒熏蒸殘留分析；
? 食品行業：色酒、醋、醬油的質量控制、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；
? 藥品的質檢：藥品中有機殘留溶劑；
? 法醫化學：血和尿液中的乙醇、酮、醛的測定；
? 其他：如土壤中可揮發性有機物等。
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。此技術檢測殘留單體比用常規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穩定性的一種快速而又簡便的方法。取容器中的氣體進行氣相色譜分析，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)測定中殘留溶劑：
維護及注意點
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、由于進入頂空的載氣與汽化的樣品同時進入氣相色譜，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，傳輸線溫度應由小到大，傳輸線與進樣口的溫度保持一致；
3、設置時間須注意，樣品充滿定量管的時間和進樣的時間應足夠長；
4、頂空進樣器的壓力調節如果是手動的話，須記錄樣品加壓和載氣壓力值，以免由于閥狀態的變化引起壓力變化；
5、隔墊主要起到密封進樣、清洗進樣針的作用，一般隔墊可達到一百次進樣以上壽命，不同廠家不同材質壽命不一，隔墊可達400次以上壽命，而紅色硅膠隔墊一般為一百次。如發現進樣口壓力下降，可檢查是否隔墊磨損嚴重，密封性變差，必要時更換。隔墊碎屑可導致本底升高，還有可能污染襯管、堵塞色譜柱，應經常更換，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，這樣會導致隔墊過于收縮、變硬，進樣時隔墊容易產生碎屑，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致峰形變差、溶質歧視、重現性差、樣品分解、出現鬼峰等結果。襯管的維護保養主要是清洗、硅烷化和合理使用。
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