基于BOPPPS模式的公安院校光谱检验照相技术实验课程教学设计研究

BOPPPS教学模式是一种以“以学生为中心、参与式学习、及时反馈”为核心的课堂教学设计模式。光谱检验照相技术实验课程采用基于BOPPPS模式与超星学习通的混合式教学模式,结合案例教学法与设计教学法等教学方法,从而依据公安院校刑事技术专业培养目标,提升学生专业素养与核心能力。

公安院校食药环微专业实验室建设与课程设计研究与探索

微专业作为一种跨学科专业教育模式,以灵活、开放的模式构筑学生跨学科专业素养。以食药环犯罪治理微专业核心课程之一食药环犯罪涉案物品检测鉴定为例,对双一流背景下公安院校微专业实验室的建设思路与总体目标进行了分析。从实验项目设置、实验室建设与管理方案、实验室科研创新方向等方面,对食药环微专业实验室建设思路与实验课程设计进行了探讨。

适用于法庭科学毒物分析的干血斑检验体系的建立——以5种常见药(毒)物为例

干血斑技术能够方便地对血液样品中的违禁药物进行快速分析,在酒后驾驶检查、滥用药物检测、兴奋剂检测等毒物分析场景具有显著优势。然而在我国法庭科学毒物分析领域,因缺少标准化检验体系,其稳定性和可靠性未得到深入研究论证,限制了其在司法实践中的运用。本研究以甲基苯丙胺、利多卡因、氯胺酮、芬太尼和地西泮为典型药(毒)物,使用整个干血斑进行分析,建立了适用于法庭科学领域毒物分析的超高效液相色谱-串联质谱分析方法,形成了以干血斑样品制作、前处理、分析、储存和效用性评价为主要内容的检验体系,并为干血斑中其他药(毒)物的分析方法开发提供参考。结果表明,干血斑中利多卡因和芬太尼在0.5~100 ng/mL内线性关系良好,甲基苯丙胺、氯胺酮、地西泮在2~100 ng/mL内线性关系良好,方法检出限为0.2~0.5 ng/mL。干血斑中5种目标物可以在60天内保持稳定,目标物测定含量与理论值的偏差在15%以内。干血斑中5种目标物的测量结果与全血一致,没有显著的系统误差和比例误差,芬太尼、地西泮、氯胺酮、利多卡因和甲基苯丙胺的测量浓度的相对偏差分别为4.44%、3.50%、7.66%、5.10%和5.25%。干血斑样品前处理方法简单,样品用量小,能够实现血液样品保存的轻量化和规范化且与全血样品具有高度定量一致性,可为公安实践工作中分析、保存血液检材提供新方案。

拉曼光谱结合机器学习对植物油的分类鉴别

该研究采集了六类(38个品牌)常见植物油的551份拉曼光谱,并根据光谱数据分别建立了正交偏最小二乘判别和支持向量机模型,对比了连续投影法和竞争性自适应重加权采样法对模型识别正确率的影响。基于算法改进的偏最小二乘判别模型的总体预测准确率为82.53%、83.13%,低于基于全光谱数据建立的偏最小二乘判别模型。竞争性自适应重加权采样法结合支持向量机对玉米油、橄榄油、葵花籽油和芝麻油的品牌分类测试集正确率均达到100%;椰子油和花生油的测试集正确率为22.22%、63.64%。两类特征提取算法均可以减少建立分类模型所需的变量数目和计算资源,但以提取后变量建立分类模型可能会导致识别正确率下降。在解决样本间相似度较高的多分类问题时,支持向量机模型优于正交偏最小二乘判别模型。正确率差异可能和生产商所使用的生产工艺以及植物油原料相关。面对案件侦办中品牌种类多样的油脂物证,基于拉曼光谱分析和特征提取算法的支持向量机模型可为可食用植物油的无损快速检验提供一定的参考与借鉴。

利用显微拉曼光谱法分析印油扩散过程的研究

拉曼光谱法已被广泛应用于印文油墨成分的检验,且具有快速准确、无损检材的优势。本文利用显微拉曼光谱,检验7种不同品牌和型号的印油所形成的印文样本,并对其在纸张上的扩散过程进行分析。通过获取印文样本在不同扩散距离、扩散时间下所对应的拉曼光谱变化,为分析印油在纸张上的扩散行为提供依据。实验结果表明,印油在短时间内即能达到一个较为稳定的状态,同时扩散过程会受到印油种类、纸张种类等因素的影响。

紫外分光光度法结合化学计量学方法检验烟丝香精

本研究利用紫外分光光度法对25类不同香型的烟丝香精进行检验,分析烟丝香精的紫外吸收光谱特性。样本光谱在350~210nm波段范围内出现明显吸收峰,且不同样本吸收峰的差异较明显,在400~350nm波段吸收曲线较为平滑且多数有所重叠。经光谱波段选择、自动基线校正、Savitzky-Golay算法平滑、零-均值标准化方法预处理紫外谱图。对光谱数据进行主成分分析并绘制前3个主成分的三维散点及二维投影图,利用K-means聚类分析法在不同K值下对样本进行分类,探索香精样本间的内部联系;选择误差平方和作为聚类有效性指标验证衡量聚类效果,将样本分为3类,各类簇之间差异明显。实验结果表明,紫外分光光度法结合化学计量学方法可以有效区分香精样品。

塔中地区上奥陶统热液流体与热化学硫酸盐还原作用

对塔中地区奥陶系裂缝充填矿物（方解石、萤石、重晶石等）进行稀土元素、^87Sr/^86Sr值以及流体包裹体测定。结果显示。所有裂缝充填矿物的^87Sr/^86Sr值（0.70889-0.71036）和地层水的^87Sr/^86Sr值都高于碳酸盐岩全岩及同期海水，裂缝充填物流体包裹体的均一化温度较上奥陶统所经历的最高温度高约20％，反映该区存在热液流体，且具有富^87Sr的特征。高^87Sr/^86Sr值的热液流体可能来源于寒武系或前寒武碎屑岩地层；而且该热液流体中Eu^2＋与Sr^2＋具有相似的成因，导致沉淀矿物具有正铕异常，且铕与锶呈良好的线性关系。该热液促使发生热化学硫酸盐还原作用（TSR），导致H2S气体和黄铁矿的产生。另一方面，富^87Sr、相对低温低盐度裂缝充填萤石矿物的存在，反映了本区除受热液流体影响外还受到大气淡水或低温盆地流体的影响。

塔河地区下古生界热液流体及储层发育主控因素探讨--以S88和TS1井为例

S88及TS1井是塔河油田钻遇下古生界巨厚白云岩地层的典型钻井。对这2口井的岩样进行岩心观察、矿物鉴定、流体包裹体测温及地球化学研究表明,S88井奥陶系蓬莱坝组及TS1井寒武系下丘里塔格组白云岩地层除受原地盆地流体的影响外还可能存在深部热液流体的影响,流体性质以高温、富87Sr且携带热化学硫酸盐还原作用产物(H2S和CO2)的酸性流体为主。热液流体的运移导致这2口井深部储层次生溶蚀孔洞的发育,使得储集物性得到改善。研究还表明,这2口井疏导层的存在为深部热液流体的向上运移及进入储层提供关键通道。S88井热液流体对储层的影响主要受控于岩相和裂缝的发育程度,白云岩段储层好于灰岩段,裂缝发育段储层优于不发育段;TS1井白云岩储层的发育主要受控于岩性组合,下部井段的膏盐层与白云岩层的共生可能是其岩石物性优于上部纯白云岩井段的主要原因。

川东北飞仙关组白云岩化作用对鲕粒滩储层的孔隙改造效应

当白云石含量超过一定范围后,白云岩孔隙度随着白云石含量增高而增大,这是否意味着白云岩化作用导致新生孔隙产生,这是值得深究的问题。选取川东北地区下三叠统飞仙关组鲕粒滩储层为对象,进行细致的岩石矿物学观察,并开展白云岩段和灰岩段对比分析工作。结果表明:当白云石含量大于40%,随着白云石含量增加,白云石的抗压实压溶作用使得鲕粒岩中压溶再沉淀成因的第三期粒间方解石胶结物含量不断减少,理应被其占据的粒间孔隙不断空出,并成为现今孔隙的主体,由此导致了岩石孔隙度与白云石含量之间的协同增长关系。由此提出,白云岩化并非为鲕粒滩储层贡献了新生孔隙,而是有效地保存了早期孔隙。研究还揭示了现今鲕粒滩体不同部位白云岩物性迥异根源于白云岩结构差异演化。沉积旋回内灰岩岩性及其分布特征的不同引发了这种白云岩结构差异演化;早期大气水淋滤对鲕粒岩结构、矿物组成以及稳定性等方面的效应是鲕粒原始结构保存与否的根本原因;重结晶和深埋藏溶蚀作用加剧原始鲕粒离散和结构破坏,趋向于形成最终的结晶云岩。

川东北地区长兴组酸性气藏中硫化氢来源及成因

川东北地区长兴组（ P3 ch）和飞仙关组（ T1 f）天然气藏中检测出的高浓度H2 S气体目前被认为是硫酸盐热化学还原作用（ TSR）成因。然而，长兴组内并无类似于飞仙关组的膏岩层或硬石膏结核发育，因此长兴组气藏的酸化过程成疑。通过针对研究区地层古压力以及输导体系方面的探讨，并结合碳酸盐岩晶格硫酸盐（ CAS）含量、同位素以及稀土微量元素分析，研究认为：①长兴组气藏中高浓度H2 S气体不太可能由飞仙关组酸性气藏“倒灌”形成，而是由本地地层中发生的TSR作用所导致；②嘉陵江组（ T1 j）和黄龙组（ C2 h）沉积时期蒸发性卤水以及长兴期海水并非主要来源，而飞仙关期蒸发性卤水的倒灌为长兴组TSR反应的发生提供了主要的SO2－4来源，并导致其内的TSR成因方解石具有与飞仙关组方解石相似的正Eu异常、高Sr（高达7767×10－6）和Ba含量（高达1279×10－6）以及相对同时期海水较高的87Sr／86Sr比值（0.70724～0.70755）；③卤水穿层流动主要发生于沉积期或成岩早期，沉积－准同生期渗透回流作用和早－中埋藏阶段差异压实作用为卤水运移的主要机制；④长兴组白云岩化过程中释放的CAS也可能是重要的SO2－4来源，并导致该层位气藏中H2 S及储层沥青δ34 S值较飞仙关组略有偏负。

塔河地区中下奥陶统储层硫化物成因分析

研究表明塔河地区中下奥陶统碳酸盐岩储层后期受到了大气淡水和深部热卤水的成岩改造作用。这些储层天然气中含有高达8.3%H2S气体,裂缝与孔洞充填方解石流体包裹体中气相组分含有高达11%的H2S。这些方解石的均一化温度以110.2～198.9℃为主,而且,H2S气体、原油和黄铁矿集合体δ34S值主要介于18‰～22‰,这些特征显示,硫化物形成于相对高温条件下热化学硫酸盐还原-有机质氧化作用(TSR)。有机质被氧化的证据包括高温方解石具有轻δ13C特征(δ13C为-4.3‰～-8.3‰)以及现今地层水具有轻δ13CHCO3-值(-6.0‰～-13.8‰)。现今油气藏中TSR成因H2S浓度低于流体包裹体,应该与H2S沉淀为黄铁矿、合并入原油中而导致富硫原油产生有关。一些黄铁矿具有很轻的δ34S值,可轻达-26‰,为微生物硫酸盐还原成因,但是其分布比较局限。

塔河油田下古生界溶洞充填巨晶方解石流体来源分析

塔河油田溶洞巨晶方解石充填物的微量元素、碳、氧、锶同位素地球化学和流体包裹体的对比研究表明,不同井位巨晶方解石可能来源于不同的流体体系。T417井和S76井鹰山组、T904井一间房组及TS1井丘里塔格组溶洞巨晶方解石样品具有富U、高V/Cr特征,且均一温度主要分布于148.9～169.9℃,相对围岩所经历最高温度约20℃,反映为还原性的热液流体体系,该流体具有高^(87)Sr/^(86)Sr及低δ^(18)O的特征。T904井良里塔格组巨晶方解石具有贫U、低V/Cr及均一温度较低的特征(75～81℃),反映为富氧低温流体体系,结合样品的高^(87)Sr/^(86)Sr及低δ^(18)O特征,可以推测该低温流体可能为大气水来源。热液流体与大气淡水的运移受断层、裂缝和不整合面等因素控制,从而使得不同井位、层位的巨晶方解石沉淀时具有不同的流体成分与温度特征。

利用显微拉曼光谱和光谱成像技术分析指纹残留物的研究

利用共聚焦显微拉曼光谱技术,对玻璃片上的油脂指纹进行分析研究。根据其特征峰位置和数目将样品进行分类,并对特征峰所对应的分子振动基团进行指认。在此基础上,对玻璃片上的油脂指纹进行拉曼光谱成像,从而获得油脂指纹纹线物质在空间上的分布情况。实验结果表明,共聚焦显微拉曼光谱技术可以区分不同成分的指纹残留物,拉曼成像技术可以同时获得指纹的图像和物质成分,对于油脂指纹的提取和分析有广阔的应用前景。

利用显微拉曼光谱结合化学计量学检验包装物中的毒品

利用显微拉曼光谱对包装物中的常见毒品进行了检验,分别分析了同种包装物中的五种常见毒品,以及同种毒品在物证袋、塑料袋、半透明文件夹、玻璃片、牛皮纸袋等五种不同的包装物中的拉曼光谱。并测量了硅片上的毒品样品粉末作为对照。实验结果表明,通过将激光光斑聚焦于包装物中的毒品,可以通过其特征峰对毒品的种类进行识别,但是需要排除2875.0 cm^(-1)处毒品和物证袋共有的特征峰的干扰。该方法可以适用于各类透明和半透明包装物,对于非透明包装物,可以采用太赫兹光谱等技术作为补充。为了使分类结果更加直观,采用主成分分析法对实验数据进行进一步分析,并且将聚类结果用热图的形式加以体现。本研究为检验包装物中的毒品提供了一种快速、有效的技术方法,在毒品的现场、原位检验中具有良好的应用前景。

研究型教学理念在“油气地球化学”课程中的实践

当前油气勘探领域对于具有创新思维和创新能力专业人才的需求不断增长,促使研究型教学理念在资源勘查工程专业教学方面的贯彻。笔者结合该专业油气地球化学课程自身特点,将研究型教学理念实施于授课过程和考核中,提出几方面的建议:(1)科学或实际问题导入课程过程中应结合学生学科基础,不能一成不变;(2)应将科研思维贯彻于教学过程始终,强调用科学方法思考问题的教学过程;(3)应用"项目考核"或"研究考核"模式代替传统考试,重视思考和解决问题的过程,弱化答案与结果的考核。

塔中地区奥陶系储层稀土元素与87Sr/86Sr分布及其意义

近年来,在塔里木盆地塔中地区奥陶系发现了深埋溶蚀的油气藏,然而,形成该溶蚀储层的流体的来源还存在一些争议,一些研究认为该流体来源于火山热液[1],而其他研究者则认为可能为大气淡水循环热液[2-3].由于确定深部流体的来源是理解该储层形成机制的重要因素之一,因此,本文主要通过对储层中自生矿物以及围岩进行稀土元素、锶同位素进行分析测试,以推断出塔中地区是否存在热液流体,并分析其来源.……

利用拉曼光谱分析血液成分的研究

利用显微拉曼光谱技术分析人体血液成分随时间推移的改变,为分析血液离体时间提供一种研究方法。通过分析拉曼峰强度随时间的变化,可以看出血液中的血浆的拉曼光谱在1 159和1 520cm-1处峰强度的比值符合不断减小的趋势;而血液中的血细胞的拉曼光谱在1 639和1 585cm-1处峰强度的比值也符合不断减小的趋势。表明拉曼光谱是分析血液成分,推断其降解过程的有效手段,并将其应用于血液离体时间的推断提供了理论支持。

傅里叶变换红外光谱法对印泥人工老化过程的研究

印文的形成时间检验一直以来是文件物证检验中的难点问题,能够为判定合同文书的真伪性提供重要参考依据。本研究利用傅里叶变换红外光谱法,对不同人工老化时间的印泥进行了检验,发现随着人工老化时间的增加,特定红外吸收峰的强度比会发生明显变化;根据其所对应的分子振动基团不同,分别符合逐渐升高或下降的特定规律。这一实验结果表明,红外光谱是分析印泥成分随人工老化时间推移而产生变化规律的一种有效手段。这一研究能够为印文的形成时间检验提供理论依据,在文件物证检验中具有广阔的应用前景。

利用显微拉曼光谱检验激光打印机打印文件墨迹的研究

利用共聚焦显微拉曼光谱技术,分别对不同品牌、同一品牌不同型号及不同时间的激光打印机打印文件墨粉字迹的拉曼光谱进行研究,并探讨了非原装硒鼓对激光打印机打印文件拉曼光谱检验的影响。通过对激光打印机打印文件墨粉字迹拉曼光谱特征峰的位置、数目和相对强度进行分析,可以推断其墨粉成分的异同,为鉴别激光打印机打印文件提供一种快速、无损的检验方法。

塔河地区奥陶系碳酸盐岩缝洞充填物的地球化学特征及其形成流体分析

塔河地区奥陶系方解石脉和胶结物^(87)Sr/^(86)Sr值多高于围岩与同期海水,显示具有外来的、富^(87)Sr的流体的贡献。富^(87)Sr的流体可来自奥陶系抬升时期淡水对碎屑岩的淋滤作用,但也可来自深部的热液流体。不同成因的流体所沉淀的方解石Sr含量具有明显的差异。地层水δD-δ^(18)O关系证实了存在淡水的混合作用。淡水的混合导致了原油的厌氧生物降解,产生低δ^(34)S的黄铁矿与有机酸;有机酸促进了不整合面附近的岩溶作用。而方解石的均一化温度可达150～190℃,有意义地高于地层所经历的最高温度,支持了存在深部热液流体的活动,说明Sr很可能都来自寒武系或前寒武碎屑岩地层;该热液流体促进了寒武系碳酸盐岩发生热化学硫酸盐还原作用(TSR),产生H_2S气体和黄铁矿,其δ^(34)S值为18‰～22‰。热液流体的活动,导致了碳酸盐矿物的溶解-再沉淀作用。