頂空進樣器（headspace sampler）是一種常用于氣相色譜（GC）分析中的樣品預處理技術，特別適用于液體或固體樣品中揮發性或半揮發性化合物的分析。它的工作原理如下：

1. 樣品裝入：將待分析的樣品（液態或固態）置于一個密封的容器中，通常是一個玻璃瓶或容器。

2. 加熱：將該容器置于頂空進樣器的加熱室中。加熱室會將容器加熱至一定的溫度，通常是樣品中目標化合物的揮發溫度。

3. 平衡：當容器加熱到目標溫度時，容器內的氣相化合物（揮發性或半揮發性）開始蒸發，并與容器內的空氣形成一個平衡的混合氣體。在此平衡狀態下，目標化合物的濃度在氣相和液相之間達到動態平衡。

4. 采樣：頂空進樣器通過一根針或管道將平衡狀態下的氣相采集到一個密封的進樣室中。進樣室通常是一個氣體容器，其中有一個活塞或閥門控制進樣氣體的量。

5. 注射：進樣室中的進樣氣體通過活塞或閥門的操作注入到氣相色譜儀中，接著進入色譜柱，進行分離和檢測。

頂空進樣器的工作原理基于Henry定律，即氣相和液相之間存在平衡，根據化學勢的梯度，氣體會從液相中向氣相中擴散，直到達到平衡。控制加熱溫度和平衡時間可以調整目標化合物在氣相中的濃度，進而影響其在氣相色譜中的峰形、峰高和檢測靈敏度。

頂空進樣器的優點是無需直接處理樣品，減少了樣品前處理的復雜性，并能夠提供準確、可靠的分析結果。它被廣泛應用于環境監測、食品安全、藥物分析等領域。