頂空氣相色譜法由于具有低檢測(cè)限、快速簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，因而在食品衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、合成材料、生物化學(xué)等眾多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
1．食品揮發(fā)性組分
頂空氣相色譜分析首先應(yīng)用于食品工業(yè)。以前僅憑人的嗅覺(jué)和味覺(jué)來(lái)鑒別食品的質(zhì)量，現(xiàn)在則可借用此法來(lái)幫助鑒別，在很多情況下，從色譜圖上可找到代表食品特征香味的組分峰，因此，頂空氣相色譜法有“氣相色譜鼻"之稱。
馬凱（Mackay）等人已經(jīng)做過(guò)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(méi)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(shí)情況；
布朗（Brown）等人，羅馬尼（Romani）和庫(kù)（Ku）等人分別做過(guò)蘋(píng)果和梨子揮發(fā)物的分析。德勞埃特（Drawert）等人做過(guò)用戊烷-二氯甲烷（2:1）為溶劑的液-液萃取法與頂空氣相色譜法對(duì)蘋(píng)果香味的分析比較，兩種方法得到不同的結(jié)果。他們認(rèn)為頂空氣相色譜分析對(duì)于產(chǎn)生氣味物質(zhì)組分的定性分析是非常有用的，但其定量分析的準(zhǔn)確度有待提高。
韋洛曼（Weurman）用頂空氣相色譜法研究過(guò)在成熟的木莓中揮發(fā)性酶的組成。此外，他還做過(guò)包裹食物中的NO、N2O、N2、O2、CO2、CO和H2的測(cè)定；做過(guò)新鮮蔬菜、冰凍蔬菜、包裹蔬菜的質(zhì)量對(duì)比分析。
米特可（Miethke）用頂空氣相色譜法分析過(guò)各種醇類飲料的組成。例如：梨酒、蛋酒、白蘭地、櫻桃白蘭地、法國(guó)白蘭地等，測(cè)定了其中醇的含量、組分名稱和摻雜物等。
杰茨希（Jentzsch）等人用頂空氣相色譜法把甘菊茶與薄荷茶區(qū)分出來(lái)。
2．高聚物的分散系
頂空氣相色譜法可用于分離分析塑料、共聚物、高聚物的分散系。例如：用于檢測(cè)聚乙烯基團(tuán)降解產(chǎn)物如乙烷、丙烷、正丁烷和丁烯-1等。聚乙烯用作牛奶的包裝材料時(shí)，這些組分造成牛奶產(chǎn)生不正氣味。
哈切伯格（Hachenberg）已經(jīng)給出頂空氣相色譜法用于測(cè)定固體高聚物和高聚物分散系的例子。他發(fā)現(xiàn)用此技術(shù)檢測(cè)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。
頂空氣相色譜分析不必花費(fèi)制備樣品（溶解和沉淀）的時(shí)間，取其揮發(fā)性氣態(tài)樣品直接進(jìn)行氣相色譜分離分析。
用頂空氣相色譜法還分析過(guò)高聚物中殘留的石油醚；分析過(guò)α-乙烯和其他一些種類的高聚物、共聚物和高聚物分散系等。
3．高聚物的穩(wěn)定性
頂空氣相色譜法也是測(cè)試高聚物化學(xué)穩(wěn)定性的一種快速而又簡(jiǎn)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。
4．水中揮發(fā)性組分
戈陶夫（Gottauf）用頂空氣相色譜法定量分析過(guò)水中的揮發(fā)性有機(jī)雜質(zhì)組分。在進(jìn)行氣相色譜分析之前，先用填有吸附劑的富集管對(duì)水上氣體中的組分進(jìn)行吹掃濃縮，然后經(jīng)適當(dāng)加熱，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。
奧澤利斯（Ozeris）等人用頂空氣相色譜法對(duì)水中微量有機(jī)物組分（例如：醇、酮、醛、酯和硫化物等）做過(guò)定量分析研究工作，建立了水中微量有機(jī)物組分的濃度與峰高之間的關(guān)系。
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