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顶空气相色谱仪是将顶空进样器与各种型号的气相色谱仪相连接，将液体或固体样品中的挥发性组分收集后直接导入气相色谱仪进行分离和检测的理想色谱分析仪器。

它采用顶空瓶中气体进样，其原理是通过加热装置将样品中可挥发物组分烘出收集，与液-液萃取和固相萃取相比既可避免在除去溶剂时引起挥发物的损失，又可降低共提物引起的噪音，具有更高灵敏度和分析速度，同时对分析人员和环境危害小，自动化程度高且重复性好，操作简便，是一种符合“绿色分析化学”要求的分析手段。

随着科技进步发展，顶空气相色谱分析方法也在不断更新和涌出，现代顶空进样分析法已形成一个相对较为完善的整体分析体系。

主要分为静态顶空分析、动态顶空分析、顶空-固相微萃取三类。

顶空技术的使用，可以免除冗长烦琐的样品前处理过程，避免有机溶剂带入的杂质对分析造成干扰，减少对色谱柱及进样口的污染；顶空色谱技术以其简单实用的优点在环境检测（如饮用水中挥发性卤代烃和工业污水中挥发性有机物）、药物中有机残留溶剂检测、食品、法庭科学、石油化工、包装材料、涂料及酿酒业分析等领域得到广泛的应用。