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루미놀 반응을 이용한 혈흔검사 목록

조회 : 56918 | 2009-01-29


[실험 개요]


CSI 과학수사대와 같은 과학수사물에서 가장 흔하게 볼 수 있는 장면 중 하나가 바로 혈흔검사이다. 범죄현장에 흩어져 있는 붉은 혈액은 눈으로 볼 수 있기 때문에 상관없으나 범인이 증거를 숨기기 위해 깨끗이 청소를 하였다거나 혹은 범죄에 사용된 흉기를 확인하기 위해서는 혈흔검사가 필수적이며 결정적인 증거가 된다. 실제 수사 현장에서 가장 광범위하게 사용되는 루미놀 시험을 통해 어떻게 혈흔을 감식하는지 알아보도록 하자.




[실험 재료]
루미놀용액, 랜싯, 채취 후 7일이 지난 혈흔, 채취 후 3일이 지난 혈흔




[실험 과정]
1. 루미놀 반응 실험
1-1. 손가락을 소독한 후 랜싯을 이용해 혈흔을 채취한다.
1-2. A4용지에 혈흔을 묻힌다.
1-3. 혈흔 위에 루미놀 용액을 분무한 다음 주변을 어둡게하여 반응을 관찰한다.
1-4. 발광이 일어나는 것을 볼 수 있다.

2. 채취 시일에 따른 루미놀 반응 실험
2-1. 채취한지 3일이 지난 혈흔과 7일이 지난 혈흔을 준비한다.
2-2. 루미놀 용액을 각각에 분무한 다음 주변을 어둡게하여 반응을 관찰한다.
2-3. 응고된 혈흔 각각에 발광이 일어나는 것을 볼 수 있다.






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[실험 원리]
루미놀 용액은 루미놀 가루와 과산화수소로 이루어져 있다.
혈액 속의 헴 성분이 과산화수소를 분해하면서 산소가 발생하고, 산소는 루미놀을 산화시켜 파란색 발광이 일어나게 된다.




[참고자료]
00. 혈액이란?
혈관 속을 흐르고 있는 액상의 조직을 말하며, 액체 성분인 혈장과 세포 성분인 적혈구, 백혈구 및 혈소판으로 이루어져 있다. 혈장은 옅은 노란색의 끈기 있는 액체로 약 염기성(pH 7.4)이며, 혈액의 55%를 차지한다. 이러한 혈장은 약 90%가 물로 되어 있는데, 여기에 여러 가지 단백질, 지질, 당, 무기 염류 등이 용해되어 있다. 혈장 단백질로는 알부민이 가장 많고, 혈액 응고에 관여하는 피브리노겐과 항체인 감마 글로불린 등이 있다.

백혈구는 위족운동으로 움직이면서, 몸 밖에서 들어온 이물질이나 세균 등을 포식하는 식균작용을 하여 세균 감염으로부터 몸을 보호한다. 혈소판은 백혈구와 같이 형태가 일정하지 않으며, 출혈이 있을 때 혈액 응고의 초기작용에 관계한다. 적혈구는 산소를 운반하는 혈색소인 헤모글로빈이 가지고 있다. 헤모글로빈은 적색을 띤 단백질이며, 헴과 글로빈으로 이루어져 있다. 헴분자의 중심에는 Fe이 위치한다.






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00. 루미놀(Luminol)이란?
혈흔의 감식에 널리 쓰이는 질소 헤테로고리 화합물로서 원명칭은 3-아미노프탈산히드라지드(3-Aminophthalhydrazide)이다. 분자량 177.16, 녹는점 329∼332℃의 연갈색을 띤 흰색고체이며, 에탄올 * 에테르에는 잘 녹지 않는다. 혈흔을 검출하는 데 현재 가장 일반적으로 쓰이고 있다.

(2) 루미놀 용액 제조법
① 루미놀 0.1g, 탄산나트륨무수물 5.0g, 30% 과산화수소수 15.0mℓ, 증류수 100mℓ를 섞어 만든다.
② 루미놀 0.1g을 0.5% 과산화나트륨수 100mℓ에 녹여 만든다.
③ 10% 수산화나트륨 20ml에 루미놀 0.1g을 녹인 다음 이 용액을 증류수로 희석하여 200ml 용액을 만든다. 이 용액을 5% 과산화수소수 20ml와 함께 스프레이통에 넣고 섞어준다. 루미놀분말은 잘 녹는 편이 아니나 교반기를 이용하면 쉽게 녹아 사라지게 된다.

H2O2에서 산소가 발생하므로 제조된 Luminol의 보관 시 뚜껑에 작은 구멍을 내어 용기가 터지는 것을 방지한다. 제조된 루미놀용액의 유효기간은 냉장보관시 약 5일 정도이며 그 이상의 시일이 경과한 경우 결과의 신빙성이 떨어진다.





(3) 루미놀 시험(luminol test)이란 무엇인가?

범죄수사에서 혈흔을 찾는 법의학적인 검사법으로서 루미놀용액과 과산화수소수의 혼합액에 혈액 속의 헴을 작용시키면 약 424nm 파장에 해당하는 청백색의 강렬한 화학발광을 나타내는데, 이것으로서 혈흔의 유무를 판단한다. 그러나 루미놀과 섞여 있는 과산화수소와 반응하여 산소를 떼어줄 수 있는 성질이 있으면 혈흔이 아닌 다른 물질과도 반응이 일어날 수 있다. 따라서 보다 정확한 혈흔검출을 위해서는 그 밖의 다른 시험을 추가하여 확인할 필요가 있다. 루미놀은 예비검사이기 때문에 혈흔이 존재한다는 확인만 할 뿐 유기물에 반응하여 특유의 청백색 발광을 나타내기도 하기 때문에 추가 검사가 반드시 필요하다.

이와 같이 특이성의 측면으로 볼 때는 다소의 약점이 있으나 조작이 간단하고 예민성이 뛰어나 잠제혈흔 및 교통사고 현장과 같이 광범위한 지역의 혈흔검사에는 빼놓을 수 없는 시험이다. 



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(4) 루미놀의 화학발광의 원리는?

과산화수소는 촉매에 의해 분해되면 산소와 물로 나누어지고 이때 나온 산소는 루미놀을 산화시켜 청백색의 화학발광을 낸다. 루미놀이 청백색의 화학발광을 나타내는 반응을 루미놀 반응이라고 부른다.

루미놀 반응의 메카니즘을 살펴보면, 염기성용액에서 루미놀은 두 개의 수소를 잃고 두 개의 산소원자가 6각형 고리의 중간에 다리형으로 결합(산화)한다. 이 산화된 상태는 불안정하므로 곧 질소가 기체로 되며 떨어져 나간다. 이 떨어져 나간 중간체는 높은 에너지 상태로 불안정하므로 곧 내부 에너지를 빛에너지의 형태로 내어 놓고 안정한 저에너지 상태로 돌아가게 되는데 이때 화학발광을 하는 것이다. 루미놀을 수사에 이용할 경우 혈액 중 헤민이 과산화수소 분해반응의 촉매역할을 하게 되는데 보통 혈액이 약 1만~2만 배로 희석되어도 반응을 나타내므로 세탁된 상태에서도 혈흔이 감지되기도 한다. 



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루미놀 반응으로 혈흔을 검출 할 수 있지만 과산화수소의 분해를 촉매할 수 있는 물질은 모두 반응을 하게 되는데 그 범위가 넓다. 사람의 혈액 외에 동물, 곤충 혈액 및 토양, 곰팡이, 금속류에도 반응을 한다.

그러므로 루미놀 반응법에 의한 혈흔검사는 예비검사로 이용되고 이에 반응할 경우 헤모크로모젠 시험법을 통해 재확인 후 사람의 혈흔인지를 감정하기 위해 헤모글로빈침강소 시험법과 혈청침감소 시험법을 거쳐야 한다.  



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(5) 혈흔 검사 (examination of the blood stains)

혈흔과 루미놀 반응 이후의 사진
혈흔검사란 범죄현장 또는 사고현장에 있는 여러 가지 물체,흉기,의복 등에 묻어 있는 혈흔 또는 혈흔과 유사한 반흔에 대하여 검사하는 일로서 그 과정은 아래와 같다.

① 혈액인지의 여부
② 혈액이라면 사람의 혈액인지의 여부
③ 사람의 혈액이라면 그 혈액형의 종류 판단
ABO식 : A, B, AB, O 형
MN식 : M, N, MN 등
Rh식 : C, c, D, E, e

① 에 관해서는 우선 벤티딘법이나 루미놀법으로 혈흔인지 아닌지의 예비적 시험을 하고, 양성인 것에 대해서 헤모크로모젠 시험법 등을 행한다. ②에 대해서는 헤모글로빈침강소 시험법과 혈청침강소 시험법이 있다. 전자로 할 때는 ①의 후반의 시험을 생략해도 상관없다. ③의 경우에는 흡수시험이나 그 밖의 특별한 방법을 사용해야 하며, 상세한 분류까지는 시험하기 어렵다. 의복에 묻은 혈흔의 혈액형을 결정할 때에는 착용자에 의한 분비물, 배설액오염의 영향 등을 생각해야 한다. 그 밖에 출혈량, 출혈 때의 체위, 혈액의 출소 등의 검사가 있다. 

 



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00. 혈흔의 정의 및 형태

혈흔이란 출혈된 혈액이 주위의 물체에 부착, 응고 또는 건조된 상태를 말하며 혈흔의 형태학적 분류는 다음과 같다.

1) 유하흔(流下痕)
혈액이 벽, 혹은 신체의 표면을 따라 흘러내린 흔적을 말한다.

2) 적하흔(滴下痕)
혈액이 수직낙하한 경우 생기는 흔적으로 원형이며 작은 요철돌기 가 부착되어 있다 30cm 이내에서 수직으로 떨어 졌을 때에는 원형의 모양으로 나타나며(그림2.적하흔I), 30-120cm에서 수직으로 떨어 졌을 때에는 주변에 돌기물이 나타난다(그림2.적하흔II). 2-3m 이상의 높이가 되면 혈흔 주위에 2차적인 부적(작은 피방울)이 형성된다(그림2.적하흔III).

3) 비말흔(飛沫痕)
(그림2.비말흔)에서 보는바와 같이 혈액이 비산할 때 생기며 상대면에 대하여 사각으로 작용하면 감탄사 부호 모양의 돌기가 형성된다. 비산하는 속도에 따라 돌기의 모양이 변화되며 강한속도에서는 느낌표 부호 모양의 돌기가 생성되며 주행하는 신체에서 낙하된 경우는 주행하는 방향으로 작은 돌기가 형성된다. 

 



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[활동] 루미놀 용액으로 검출할 수 있는 혈액의 농도는?
혈흔은 실제 범죄현장에서 눈, 비, 기타 물에 의에 희석될 수 있으며 또한 범죄자가 범죄사실을 은폐하기 위해 옷을 세탁하는 경우도 있을 수 있다. 따라서 루미놀용액의 민감도를 확인하여 범인 혈흔을 제거하더라도 루미놀에 의해 확인할 수 있는지 알아보도록 하자.
혈액을 각각 1/10, 1/100, 1/1000, 1/10000로 희석하여 루미놀과 반응시켜보자. 몇 배로 희석시켰을 때까지 반응이 나타나는가?

[활동] 혈흔이 오래되어도 루미놀반응이 일어날까?
시간을 달리하여 채취한 각각의 혈흔과 루미놀용액을 반응시켜보자. 혈흔이 오래된 경우에도 루미놀반응이 일어날까? 또 최근의 혈액일 수록 반응이 잘 일어날까 아니면 그 반대일까? 






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|글| 숙명여자고등학교 오동원 선생님

 

 





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