頂空進樣是將待測樣品置入一密閉的容器中，通過加熱升溫使揮發性組分從樣品基體中揮發出來，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。該儀器可以和國內外各種型號的氣相色譜儀相連接。
當然，也可以把頂空分析看成是一種氣相萃取方法，即用氣體作溶劑來萃取樣品中的揮發性成分。因而，頂空分析就是一種理想的樣品凈化方法。傳統的液液萃取以及 SPE 都是將樣品溶在液體中，不可避免地會有一些共萃取物干擾分析。況且溶劑本身的純度也是一個問題，這在痕量分析中尤為重要。而氣體作溶劑就可避免不必要的干擾，因為高純度氣體很容易得到，且成本較低。
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、定量環加壓系統、靜態-動態補償式這五種進樣方式。頂空氣相色譜分析通常是將試樣置于密閉的恒溫系統中，當氣—液(氣—固)兩相達到熱力學平衡后，取樣，用氣相色譜分析測定氣相組成。測定可通過兩種方式進行，一種是靜態法，一種是動態法；靜態法適用于試樣且較大的場合，而動態法適用于試樣量少或特殊的場合。
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