頂空進樣器是氣相色譜法中一種方便快捷的樣品前處理方法，其原理是將待測樣品置入一密閉的容器中，通過加熱升溫使揮發(fā)性組分從樣品基體中揮發(fā)出來，在氣液(或氣固)兩相中達到平衡，直接抽取頂部氣體進行色譜分析，從而檢驗樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量。使用頂空進樣技術可以免除冗長繁瑣的樣品前處理過程，避免有機溶劑對分析造成的干擾、減少對色譜柱及進樣口的污染。

基本原理

頂空進樣分為溶液頂空和固體頂空。前者是將樣品溶解于適當溶劑中，置頂空瓶中保溫一定時間，使殘留溶劑在兩相中達到氣液平衡，定量取氣體進樣測定。固體頂空就是直接將固體樣品置頂空瓶中，置于一定溫度下保溫一定時間，使殘留溶劑在兩相中達到氣固平衡，定量取氣體進樣測定。

平衡頂空分析

目前，頂空分析方法有手工方式、氣密針進樣方式、平衡式加壓系統(tǒng)、定量環(huán)加壓系統(tǒng)、靜態(tài)-動態(tài)補償式這五種進樣方式。下面就是這幾種進樣方式各自的特點。

01 手工方式(烘箱或水浴法)Manual Injection

(1)樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)

(2)用注射器將樣品抽出

(3)迅速拿到氣相上進樣分析

02 氣密針進樣方式Gas-Tight Syringe Injection

(1)樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)

(2)通過可加熱氣密針將樣品抽出

(3)移動到氣相進樣分析

03 平衡式加壓系統(tǒng)Balanced-Pressure System

(1)樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)

(2)用導管通入載氣加壓

(3)樣品隨載氣一起進樣

04 定量環(huán)加壓系統(tǒng)Pressure-Loop 

System

(1)樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)

(2)加壓將樣品引入定量環(huán)

(3)閥將樣品打入傳輸通道進樣

頂空優(yōu)勢

(1)方便快捷的樣品前處理:頂空進樣器將待測樣品置入一密閉的容器中，通過加熱升溫使揮發(fā)性組分從樣品基體中揮發(fā)出來，在氣液(或氣固)兩相中達到平衡，直接抽取頂部氣體進行色譜分析，從而檢驗樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量。這種方法免除了冗長繁瑣的樣品前處理過程，避免有機溶劑對分析造成干擾，減少對色譜柱及進樣口的污染。

(2)樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量:頂空進樣技術特別適用于對揮發(fā)性有機物進行定性和定量分析。它可以直接抽取并分析頂部氣體，提供一種方便、快速、無損的分析方法。

(3)連接各種型號的氣相色譜儀:頂空進樣器系列可以與國內(nèi)外各種型號的氣相色譜儀相連接，使其應用范圍更加廣泛。

頂空進樣技術的局限性

(1)樣品前處理過程相對繁瑣，操作起來需要一定技巧，對于新手來說可能會有一定的學習難度。

(2)頂空進樣器的使用需要熟練的技術人員，對于一些小型實驗室來說，可能需要額外的人員培訓和操作技

能的提升。

(3) 頂空進樣技術的價格相對較高，對于一些需要大量使用的實驗室來說，成本可能會較高。

(4)頂空進樣技術的靈敏度相對較低，對于一些低濃度的揮發(fā)性有機物的分析可能存在一定的難度。

(5) 頂空進樣技術對于樣品中不同組分的吸附和解吸動力學研究不夠準確，這可能會對分析結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。因此，在使用頂空進樣技術時需要根據(jù)實際需要和實驗室條件來選擇是否使用該技術。

(6)降低樣品瓶然后取出來。重復步驟3到5(注射兩到三次將清洗)。

(7)再設置一個空樣品瓶并提起，然后使用一次性注射器注射足夠的空氣將水吹掃出來。

(8)將傳送管一端插入一個燒杯或類似容器中，并使用一次性注射器從HSS氣體管出口注入約10ml水，然后注入約10ml甲醇。

(9)使用一次性注射器注射足夠的空氣以吹掃出水。

(10)重新安裝好管線并打開氣流。然后，切換樣品瓶到Load-INJ反復幾十次以將水和甲醇全部吹出樣品閥和管線。

頂空進樣器操作過程中的注意事項

(1)樣品制備:在進行頂空進樣之前，必須對樣品進行適當?shù)闹苽?。如果樣品過于粘稠或含有雜質(zhì)，可能會影響儀器性能甚至導致故障。因此，在使用進樣器之前，應該確保樣品已經(jīng)被預處理和凈化。

(2)壓力控制:在進行頂空進樣時，需要適當?shù)乜刂葡到y(tǒng)內(nèi)的壓力。過高或者過低的壓力都會對樣品的分析結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。因此，應該嚴格按照儀器說明書上的要求進行調(diào)節(jié)。

(3)選擇適當?shù)尼橆^:頂空進樣器通常需要使用特殊的針頭進行操作。在選擇針頭時，需要根據(jù)樣品的性質(zhì)和容器大小來確定。如果針頭太大或太小，可能會影響樣品的輸送速度和分析結(jié)果的準確性。

(4)操作溫度:頂空進樣器通常需要在合適的溫度下進行操作。溫度過高或過低都會對樣品產(chǎn)生影響。因此，在使用進樣器之前，應該確保儀器的溫度已經(jīng)達到所需的范圍。

(5)校準系統(tǒng):在進行頂空進樣之前，需要對儀器進行校準。通過校準，可以保證儀器輸出的數(shù)據(jù)是準確可靠的。如果沒有進行校準，可能會導致誤差甚至錯誤的結(jié)果。

(6)操作流程:操作頂空進樣器時要按照正確的步驟進行操作。在使用前必須了解并且掌握清潔方法、樣品處理方法、儀器操作方法等信息。簡單的操作失誤也會給實驗帶來很多麻煩。

(7)維護保養(yǎng):頂空進樣器是一種精密儀器，需要定期進行維護和保養(yǎng)。這包括更換部件、清潔內(nèi)部組件以及定期進行校準和檢查。只有保持儀器的良好狀態(tài)，才能夠保證其正常工作和準確性。

怎么清洗頂空進樣器

無特殊情況下，清洗頂空進樣器主要用純水、甲醇或無水乙醇等沖洗或超聲清洗，污染嚴重可用棉簽輕輕擦拭，不可用力過度，避免破壞內(nèi)表面產(chǎn)生活性點，然后放置到烘箱70℃烘干后干燥冷卻密封存放即可。清洗步驟如下:

(1)設置傳送帶溫度為60℃，設置樣品定量管和傳送管溫度為Off。

(2)一旦樣品定量管和傳送管溫度冷卻到低于60℃，關閉通往頂空進樣器的氣體，拆下出口端的放空管線。

(3)在傳送帶中插入一個空的樣品瓶。

(4)用手提起樣品瓶。

(5)用一次性注射器抽取約6ml的純凈水注射進HSS放空管。