虚拟现实技术作为一门高新技术已经被广泛地应用于各个领域,在教育领域,虚拟实验室大力推进了远程教育、网络多人协同作业等新型技术的快速发展。高效毛细管电泳是当代分析化学中最具活力的前沿研究领域之一,它的仪器结构复杂,实验预处理耗时长,仪器维护维修麻烦,毛细管电泳出峰过程受电压、温度以及pH等多种参数的影响,其数学理论模型非常复杂。因此,构建毛细管电泳虚拟实验室具备重要的价值与意义。但是,构建过程中涉及到理论模型构建、程序设计与优化、理论模型与程序之间的算法转换以及实验操作经验知识,对开发者的综合能力提出了更高的要求。而且将包含具体实验过程的高沉浸感、高交互的三维虚拟实验室与工作站谱图模拟结合起来的研究尚未见报道。基于以上原因,本文以毛细管电泳为研究对象开发了这款软件。由于影响毛细管电泳理论模型的微观因素多,如毛细管管壁的ZeTa电位、电荷密度等,理论模型系数难以确定,所以根据现有的理论基础在虚拟实验室中模拟毛细管电泳实时动态出峰难度高。于是本文基于现有的毛细管区带电泳理论,提取相关影响因素如温度、电压、pH、进样压力以及进样时间,通过整合与优化,完成了理论模型预测,包括毛细管电泳出峰时间模型、半峰宽与出峰时间关系模型以及进样压力和进样时间与峰面积关系模型,进而通过理论模型与程序之间的算法转换编写了模拟出峰程序,在此基础上开发了功能强大的毛细管电泳工作站,实现了在不同参数条件下的二维色谱数据的动态模拟以及色谱数据的采集、存储、重载和分析处理功能。将模拟出峰结果与现实实验结果进行对比后表明：在一定的参数范围内,虚拟结果与现实结果的误差小于8%,本文所提出的模型能反映各种参数条件对毛细管电泳出峰的影响规律,证明了所构建理论模型的合理性。此外,本文通过3ds MAX、Virtools构建了结合高沉浸感的实验室场景、实时介入与干涉的交互操作和工作站谱图模拟的毛细管电泳虚拟实验室。实现了理论学习、熟悉仪器结构、多种预处理、定性分析、定量分析与仪器维护维修六大功能模块。另外还实现了实时跟踪与评价等多种辅助功能。最后,成功地将毛细管电泳虚拟实验室添加到基十Apache+PHP+MySQL等技术开发的大连理工大学实验信息管理平台下,实现了网络化。所构建的虚拟实验室功能强大、场景逼真、交互性高,为实验教学提供了一个很好的辅助工具。开放式的系统结构,不但能提高软件的网络运行速度,还有利于实验项目的拓展,其设计理念与开发思路对构建其他仪器分析虚拟实验室软件具备指导作用。