V1.0

实时物理级 UV-Vis 分光光度计 虚拟仿真

双光束 Czerny-Turner 单色器波长扫描（190–900 nm），基于 Beer-Lambert 定律与多峰高斯叠加，内置 Henderson-Hasselbalch pH 电离、杂散光/狭缝光学管线、实验室操作误差模型与二元混合物化学计量学解析。本文件为零依赖单文件离线版——双击即用、断网可用，全部计算在本地浏览器完成。

18化合物光谱库
11溶剂（UV 截止建模）
0.001 AU光度精度
USP <857>药典规范对齐
R² ≥ 0.999校准线性判据
功能模块
标准操作流程 SOP
1

设置样品
选择化合物、溶剂、浓度、比色皿材质与 pH

2

自动调零
放入参比比色皿，点击「空白校零 Auto-Zero」

3

波长扫描
放入样品比色皿，点击「测量样品光谱」

4

审阅光谱
检查 λmax、基线与诊断提示，必要时固定叠加对比

5

含量测定
转「定量分析」页：校准曲线回归与未知样反算

INSTRUMENT STATE● IDLE
MONOCHROMATOR λ— nm
ABSORBANCE0.000 AU
TRANSMITTANCE100.0 %
PEAK λmax—
PATH LENGTH1.0 cm
💡 双光束光学平台点击部件查看功能 · 光束颜色随波长实时变化 IDLE
D₂ (UV) W (Vis) Grating200 nm Chopper Sample样品 Blank参比 PMTDetector 0.000 A Beam: —
✅ 待机就绪先放入参比比色皿点击「空白校零」，再测量样品光谱。
📊 吸收光谱
光标 λ = —A = —%T = —
📈 Beer-Lambert 校准曲线5 点标准品 · 线性回归 · USP <857>
A = …
分析物 R² = —
标准品c (µg/mL)A (AU)%T
🧲 未知样浓度反算由吸光度反推浓度 · ICH Q2(R1) 判定
⚗ 二元混合物同时定量双波长联立方程（不分离解析重叠峰）
解方程组：
A(λ₁) = aA1·cA·l + aB1·cB·l
A(λ₂) = aA2·cA·l + aB2·cB·l
a = ε/MW（每 µg/mL 每 cm 吸光度系数）
λ₁A₁ λ₂A₂
⚛ 电子跃迁探索器点击切换跃迁类型
跃迁类型π → π* 波长范围— 典型药物—

🌗 四种光谱位移红移 / 蓝移 / 增色 / 减色
位移方向机制与实例
红移 Bathochromicλ ↑助色团/去质子化：Paracetamol 碱性下 243→257 nm
蓝移 Hypsochromicλ ↓质子化/溶剂氢键稳定 n 电子：n→π* 峰蓝移
增色 HyperchromicA ↑DNA 变性 A260 增强 ~35%
减色 HypochromicA ↓DNA 双螺旋堆积相互作用
🔭 导数光谱大师课Savitzky-Golay 5 点卷积 · 重叠峰解析

💡 杂散光非线性沙盒A_app = −log₁₀(10^(−A_true) + s)
表观吸光度—光度相对误差—

绿色带为最佳线性工作区 0.2–1.5 AU；A>2.0 AU 出现显著非线性，应稀释样品。

🧴 溶剂 UV 截止表截止波长以下溶剂自身强烈吸收
溶剂UV 截止极性 P′备注
🧫 比色皿材质对比材质决定可用波段
材质可用范围说明
石英 SUPRASIL190–2500 nmUV 药物分析必需（本仿真默认）
光学玻璃≥340 nm仅可见区比色；<340 nm 吸收 99% UV
PMMA / 聚苯乙烯一次性300–900 nm忌多数有机溶剂

故障排查速查：平顶峰（A>2.0）→ 稀释至 0.2–1.5 AU；基线整体抬升 → 擦拭比色皿光学面；UV 区吸光度指数上升 → 过滤除浊；UV 区无信号 → 换石英皿；λmax 偏移 → 检查 pH 与波长校准 Δλ。

测量结果汇总
结果解读
尚未执行测量。转「工作台」完成空白校零与样品扫描后，此处自动生成卡片式汇总（光谱特征、校准回归、含量判定、诊断结论）。

❓ 使用说明 · Help

UV-Vis 分光光度计独立版 V1.0 —— 单文件、零依赖、离线可用。数据与物理内核全部内嵌，无任何外部请求。

快速上手（5 步）
  • 「工作台」左侧参数区选择化合物（默认 Paracetamol）、溶剂、浓度、比色皿材质与 pH；
  • 点击「空白校零 Auto-Zero」，等待光学稳定提示；
  • 点击「测量样品光谱」，观察光谱实时绘制与光束颜色变化；
  • 用光标读数与「固定叠加」对比参数变化的影响；顶部可切换零阶/一阶/二阶导数与 AU/%T；
  • 转「定量分析」生成校准曲线、反算未知浓度；「Result」页汇总并导出 QC 报告。
    • 核心公式
    Beer-Lambert：A(λ) = ε(λ)·c·l，T = 10^(−A)×100%
    ε(λ) = Σ εmax·fᵢ·exp[−(λ−λᵢ)²/2σᵢ²]，σ = W/2.355
    Henderson-Hasselbalch：α(A⁻) = 1/(1+10^(pKa−pH))
    杂散光：A_app = −log₁₀(10^(−A) + s(λ))
    浊度散射：ΔA = k·(400/λ)⁴（Rayleigh λ⁻⁴）
    界面布局
  • 右上角按钮切换明场 / 暗场主题（自动记忆）；
  • 工作台左侧为参数区，可上下滚动，中间分隔条可左右拖动宽度（15–32 rem）；
  • 浏览器 Ctrl +/- 缩放时页面内容随 rem 自适应缩放；
  • 六个功能页：Home / 工作台 / 定量分析 / 教学中心 / Result / Help。
    • 物理模型与数据来源

    本独立版对开源项目 Virtual Analytical Lab（himshim，MIT License）UV-Vis 工作站进行逆向理解后忠实复刻：计算内核含 Beer-Lambert 多峰高斯叠加、Savitzky-Golay 导数（5 点卷积核 c₁=[−2,−1,0,1,2]/10Δλ，c₂=[2,−1,−2,−1,2]/7Δλ²）、Twyman-Lothian 噪声、狭缝三角卷积与波长相关杂散光、实验室误差（指纹 0.00/0.05/0.10/0.15 AU、浊度 λ⁻⁴、空白失配、磨砂面 90% 衰减）、二元混合物 Beer-Lambert 加和与 2λ 联立/CLS 求解。化合物与溶剂参数（18 种化合物 / 11 种溶剂）自原版数据注册表原样移植。

    故障排查（先环境后功能）
    现象原因解法
    页面空白受限沙箱拦截存储 API本版已内置 SAFE_STORE 兼容层；仍异常请换浏览器
    测量无反应未先空白校零先点「空白校零」再测量（SOP 依赖顺序）
    UV 区无峰选了玻璃比色皿 / 溶剂截止过高换石英皿；查溶剂 UV 截止表
    曲线平顶A > 2.0 AU 超线性区降低浓度或缩短光程，控制在 0.2–1.5 AU
    主题不记忆沙箱禁用 localStorage正常降级，主题仅当前会话有效
    关于

    版本 V1.0 · 物理内核移植自 Virtual Analytical Lab（MIT License）· 数据溯源：USP <857>、ICH Q2(R1)。教学用途，非临床/生产用途。