사건 현장에 남겨진 혈흔을 찾는 것은 사건을 재구성하거나 해결하기 위해서 매우 중요하다. 사건현장에서 사용할 수 있는 수많은 시약들이 개발되었지만, 루미놀이 가장 대표적인 시약이라고 할 수 있다. 최근에는 블루스타라는 시약이 주로 사용되고 있지만, 가격이 비싸고 시약을 제조한 후 보관이 불가능하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 블루스타 수준의 발광강도를 유지하면서 제조 후 장시간 보관할 수 있는 새로운 루미놀 시약을 개발하고자 했다. 루미놀은 알칼리 수용액에서 잘 녹기 때문에, 시약을 제조할 때 수산화나트륨의 사용은 과산화수소의 분해를 촉진시킬 수 있다. 루미놀 시약을 제조할 때 과산화수소 안정화제로 황산마그네슘, 규산나트륨, 삼인산칼륨을 농도별로 첨가한 후, 혈흔과 반응할 때 시약의 발광강도 및 보관기간에 미치는 영향을 확인했다. 과산화수소 안정화제 첨가는 발광강도에 별다른 영향을 주지 않았고, 보관 중 루미놀 시약의 pH를 일정하게 유지시켜 줌으로서 시약의 보관기간을 크게 늘려줬다. 과산화수소 안정화제로 황산마그네슘이 가장 적절하였다. 과산화수소 대신 과붕산나트륨을 산화제로 사용했을 경우, 희석 혈흔에 대한 민감도와 발광강도에 큰 변화는 없었지만 제조 후 보관기간이 단축되었다. 그렇지만, 혈흔과 반응한 후 혼합액의 pH 상승 폭이 과산화수소로 제조한 시약보다 줄어들었다.
사건 현장에 남겨진 혈흔을 찾는 것은 사건을 재구성하거나 해결하기 위해서 매우 중요하다. 사건현장에서 사용할 수 있는 수많은 시약들이 개발되었지만, 루미놀이 가장 대표적인 시약이라고 할 수 있다. 최근에는 블루스타라는 시약이 주로 사용되고 있지만, 가격이 비싸고 시약을 제조한 후 보관이 불가능하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 블루스타 수준의 발광강도를 유지하면서 제조 후 장시간 보관할 수 있는 새로운 루미놀 시약을 개발하고자 했다. 루미놀은 알칼리 수용액에서 잘 녹기 때문에, 시약을 제조할 때 수산화나트륨의 사용은 과산화수소의 분해를 촉진시킬 수 있다. 루미놀 시약을 제조할 때 과산화수소 안정화제로 황산마그네슘, 규산나트륨, 삼인산칼륨을 농도별로 첨가한 후, 혈흔과 반응할 때 시약의 발광강도 및 보관기간에 미치는 영향을 확인했다. 과산화수소 안정화제 첨가는 발광강도에 별다른 영향을 주지 않았고, 보관 중 루미놀 시약의 pH를 일정하게 유지시켜 줌으로서 시약의 보관기간을 크게 늘려줬다. 과산화수소 안정화제로 황산마그네슘이 가장 적절하였다. 과산화수소 대신 과붕산나트륨을 산화제로 사용했을 경우, 희석 혈흔에 대한 민감도와 발광강도에 큰 변화는 없었지만 제조 후 보관기간이 단축되었다. 그렇지만, 혈흔과 반응한 후 혼합액의 pH 상승 폭이 과산화수소로 제조한 시약보다 줄어들었다.
Finding the blood left at a crime scene is very important to reconstruct or solve a criminal case. Although numerous reagents have been developed for use at crime scenes, luminol is the most representative. Bluestar Forensic has been used in recent years, but is expensive and cannot be stored after ...
Finding the blood left at a crime scene is very important to reconstruct or solve a criminal case. Although numerous reagents have been developed for use at crime scenes, luminol is the most representative. Bluestar Forensic has been used in recent years, but is expensive and cannot be stored after preparation. This study aims to develop a new luminol reagent that can be stored for a long period of time while maintaining the chemiluminescence intensity at the level of Bluestar Forensic. Because luminol dissolves well in aqueous alkaline solutions, the use of sodium hydroxide in the preparation of luminol reagents can promote the decomposition of hydrogen peroxide. Magnesium sulfate, sodium silicate, and potassium triphosphate have been used as hydrogen peroxide stabilizers. The effects of the addition of these substances on the chemiluminescence emission intensity and the storage period of the luminol reagents were confirmed. The addition of a hydrogen peroxide stabilizer was shown to have no significant affect on the chemiluminescence emissions intensity or stabilized pH of the luminol reagent during storage. It also greatly increases the shelf life of the reagents. The use of magnesium sulfate as a hydrogen peroxide stabilizer is the most appropriate. When sodium perborate is used instead of hydrogen peroxide as an oxidizing agent, there is no significant change in the sensitivity and chemiluminescence emissions intensity, but the storage period is shortened. However, after the reaction with blood, the pH of the mixed solution does not increase significantly, and is judged to be more suitable than a reagent made of hydrogen peroxide.
Finding the blood left at a crime scene is very important to reconstruct or solve a criminal case. Although numerous reagents have been developed for use at crime scenes, luminol is the most representative. Bluestar Forensic has been used in recent years, but is expensive and cannot be stored after preparation. This study aims to develop a new luminol reagent that can be stored for a long period of time while maintaining the chemiluminescence intensity at the level of Bluestar Forensic. Because luminol dissolves well in aqueous alkaline solutions, the use of sodium hydroxide in the preparation of luminol reagents can promote the decomposition of hydrogen peroxide. Magnesium sulfate, sodium silicate, and potassium triphosphate have been used as hydrogen peroxide stabilizers. The effects of the addition of these substances on the chemiluminescence emission intensity and the storage period of the luminol reagents were confirmed. The addition of a hydrogen peroxide stabilizer was shown to have no significant affect on the chemiluminescence emissions intensity or stabilized pH of the luminol reagent during storage. It also greatly increases the shelf life of the reagents. The use of magnesium sulfate as a hydrogen peroxide stabilizer is the most appropriate. When sodium perborate is used instead of hydrogen peroxide as an oxidizing agent, there is no significant change in the sensitivity and chemiluminescence emissions intensity, but the storage period is shortened. However, after the reaction with blood, the pH of the mixed solution does not increase significantly, and is judged to be more suitable than a reagent made of hydrogen peroxide.
과 pH 완충제로서 제이인산나트륨을 이용해 루미놀 시약의 pH를 조절한 후, 알칼리 수용액에서 과산화수소의 분해를 막기 위해서 첨가한 황산마그네슘, 삼인산화칼륨, 규산나트륨이 루미놀 시약의 발광강도에 미치는 영향을 확인하였고, 산화제로 과산화수소 대신 과붕산나트륨 1수화물의 사용 가능성을 확인했다. 본 실험의 목적은, 범죄현장에서 혈흔을 찾는데 사용할 수 있는 새로운 루미놀 시약의 제조법을 개발하는데 있다.
제안 방법
블루스타는 제조 후 일정 기간 보관하면서 사용할 수 있다고 알려져 있지만, 보관에 따른 혈흔 민감도 및 발광강도 변화에 대한 실험 자료는 없다. 본 실험에서는 블루스타 및 과산화수소 안정화제를 첨가해 pH 변화를 억제시킨 루미놀 시약의 보관 기간에 따른 희석 혈흔에 대한 민감도 변화를 확인하였다.
본 실험에서는 하이포아염소산나트륨에 의한 루미놀 시약의 오류반응을 줄여줄 수 있다고 보고된 글리신19과 pH 완충제로서 제이인산나트륨을 이용해 루미놀 시약의 pH를 조절한 후, 알칼리 수용액에서 과산화수소의 분해를 막기 위해서 첨가한 황산마그네슘, 삼인산화칼륨, 규산나트륨이 루미놀 시약의 발광강도에 미치는 영향을 확인하였고, 산화제로 과산화수소 대신 과붕산나트륨 1수화물의 사용 가능성을 확인했다. 본 실험의 목적은, 범죄현장에서 혈흔을 찾는데 사용할 수 있는 새로운 루미놀 시약의 제조법을 개발하는데 있다.
알칼리 수용액에서 과산화수소의 분해를 억제하기 위해 황산마그네슘 7수화물, 규산나트륨, 삼인산칼륨을 농도별로 첨가한 후 시간 경과에 따른 시약의 pH 변화를 관찰하였다.
대상 데이터
1:5 배로 희석한 혈액과 루미놀 시약을 각각 5 mL씩 섞은 후 상온에 보관하면서 시간 경과에 따른 용액의 pH 변화를 측정하였다. 블루스타와 L-1형에 황산마그네슘을 첨가한 루미놀 시약, 과붕산나트륨을 산화제로 사용한 L-2형, 상기 루미놀 시약에 제이인산나트륨을 5 g/L씩 첨가해 제조한 루미놀 시약 등 총 5 종류의 시약을 사용하였다.
실험에 사용한 혈액은 국립과학수사연구원의 IRB 승인을 받아 3명의 지원자로부터 채취되었다. 채혈된 혈액은 EDTA 튜브에 넣은 후, 4 oC의 냉장고에 보관하면서 사용하였고, 30일 이상이 경과하면 폐기하였다.
이론/모형
실험을 위해 3 가지 제조법을 기본 제조법으로 선택 사용하였다. L형은 2000년 후반까지 경찰청에서 사용하던 제조법이며, L-1형은 Weber기법을 변형해 만든 제조법으로 산화제로 과산화수소를 사용했으며 L-2형은 산화제로 과산화수소 대신 과붕산나트륨을 사용한 것이다. L-1과 L-2형 시약의 최종 pH는 11.
성능/효과
본 실험을 통해, 보관 중 루미놀 시약의 pH 변화와 시약의 혈흔 민감도 변화는 어느 정도 상관성이 있다고 판단되었다. 루미놀 시약에 첨가되는 산화제로 과산화수소를 선택한 다면 제조 시에 안정화제가 첨가되어야 함을 알 수 있었다.
루미놀 시약을 제조한 후 보관하면 약한 발광이 관찰되는데, 알칼리 수용액인 루미놀 시약에 포함된 과산화수소가 지속적으로 분해되어 루미놀이 산화되는 것으로 추정되므로 발광강도 및 혈흔 민감도에 영향을 주지 않는 범위 내에서 과산화수소 안정화제를 첨가하는 것이 필요하다고 생각된다. 루미놀 시약을 제조할 때 황산 마그네슘 7수화물을 0.1 g/L 이상 첨가하면 규산나트륨, 삼인산칼륨보다 과산화수소 분해를 효과적으로 억제했고, 보관 중 루미놀 시약의 pH를 안정시켰다. 루미놀 시약의 pH 안정화는 보관 중에 루미놀 시약의 혈흔 민감도 및 희석 혈흔과 반응 시의 발광강도에 큰 영향을 줬다.
2 이하로 추정된다. 본 실험에서 제시한 L-1형 또는 L-1형에 제이인산나트륨을 첨가한 루미놀 시약의 pH 상승폭은 L-2형 또는 L-2형에 제이인산나트륨을 첨가해 제조한 루미놀 시약의 pH 상승폭보다 크므로, 동일한 수준의 혈흔 민감도 및 발광강도를 얻을 수 있다면 루미놀 시약을 제조할 때 과붕산나트륨 1수화물을 산화제로 사용하는 하는 것이 바람직 할 것이다. 또한 루미놀 시약이 혈액과 반응한 후 과산화수소와 같은 산화제가 분해되어 루미놀 시약의 pH가 상승하는 것을 줄이기 위해서는 제이인산나트륨과 같은 물질의 사용을 고려해야 한다고 생각된다.
후속연구
사건현장에서 눈에 보이지 않는 혈흔을 찾기 위해서는 시약의 혈흔에 대한 민감도 및 발광강도가 매우 중요하지만, 혈흔에 시약을 처리 했을 때 DNA 역시 파괴하지 않아야 한다. 이 때문에 본 실험에서 제시한 L-1형에 황산마그네슘과 제이인산나트륨을 사용한 제조법 및 L-2형에 제이인산나트륨을 사용해 제조한 제조법이 DNA에 미치는 영향에 대한 추가 검토가 필요할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
과산화수소는 어떤 특징을 가지는가?
루미놀 시약을 제조 할 때 산화제로 첨가되는 과산 화수소는 물보다 점성이 약간 높은 액체로, 물, 에탄올, 에테르에 잘 녹으며 수용액에서 수소이온 일부가 해리되어 약한 산성을 띤다. 과산화수소는 알칼리 수용액에서는 쉽게 분해되나 산성 수용액에서는 비교적 안정하다.
혈흔을 찾기 위한 목적의 루미놀을 제조할 때 pH를 높여 제조해야 하는 이유는?
또한 알칼리제로 탄산나트륨을 사용할 경우에는 과산화수소 안정화제 첨가에 의해서도 분해가 억제되지 않았다.11루미놀은 알칼리 조건에서 용해되며, 혈흔과 반응할 때 발광강도는 시약의 pH에 비례해서 증가하므로 사건현장에서 혈흔을 찾기 위한 목적이라면pH를 높여 제조해야 하는 것이 바람직하다.12
루미놀 수용액에 알칼리제를 사용할 때 조심히 사용해야 하는 이유는?
수용액의 pH 높이기 위해서는 알칼리제로 탄산나트륨보다는 수산화나트륨과 같은 강염기를 사용하지만, 시약의 pH를 높이면 시약에 포함된 과산화수소의 분해속도가 빨라지기 때문에 통상적으로 수용액 중에서 과산화수소 분해를 막아줄 수 있는 황산마그네슘과 같은 물질을 첨가하게 된다.13-16 알칼리 pH는 과산화수소의 분해를 증가시키는 것 이외에도 혈흔에 포함되어 있는 DNA를 파괴할 수 있기 때문에 사건현장에서 사용하기 위해서는 시약의 pH 조건을 고려해야 한다.17-18
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