[논문]카탈라아제 작용 억제를 통한 LCV의 버블링 현상 개선에 관한 연구

서윤희; 유제설

doi:10.5392/jkca.2019.19.06.249

카탈라아제 작용 억제를 통한 LCV의 버블링 현상 개선에 관한 연구
Reducing the Bubbling of LCV by Inhibition of Catalase Activity 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.19 no.6, 2019년, pp.249 - 256

서윤희 (순천향대학교 법과학대학원) , 유제설 (순천향대학교 법과학대학원)

초록
AI-Helper

Lueco-crystal violet(LCV)는 혈흔을 증강하는 목적으로 사용되는 매우 효과적인 시약이다. 그러나 LCV를 혈지문에 처리할 경우, 버블링 현상이 발생하여 지문의 특징점과 융선의 세밀하고 미세한 특징들이 훼손될 수 있다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 LCV의 버블링 현상을 개선하는 방안을 제시하고자 하였다. 실험결과, LCV의 버블링 현상을 개선시키면서 혈흔 증강에 가장 효과적인 방법은 혈지문에 LCV를 처리하기 전에 에탄올 기반의 aminotriazole(AT)용액을 처리하는 방법이었다. 혈지문에 AT용액을 전처리하는 방법은 LCV의 버블링 현상을 개선하며, LCV의 혈흔 증강 효과에도 영향을 미치지 않는 효과적인 방법인 것으로 나타났다. 따라서 혈지문에 LCV를 처리할 경우에 본 연구에서 제시하는 AT용액으로 혈지문을 전처리해볼 것을 권장한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Lueco-crystal violet(LCV) is a very effective reagent used to enhance bloodstain. However, when the LCV is treated to the bloody fingerprint, the bubbling occurs, so that the minutiae and features of the fingerprint can be damaged. In this study, we studied a method to reduce the bubbling of LCV. As a result, the most effective method for reduction bubbling and enhancement bloodstain was to treat ethanol-based aminotriazole(AT) solution before LCV treatment.

주제어

표/그림 (13)

그림 그림 1. Aminotriazole의 구조
그림 그림 2. 실험에 사용된 지문인장
표 표 1. 지문 융선의 디테일
표 표 2. 지문 융선과 배경의 대조비
그림 그림 3. 열에 노출된 혈지문을 LCV로 증강하여 현미경으로 관찰한 결과
표 표 3. [그림 3]의 융선 두께 측정 결과
표 표 4. 열에 노출된 혈지문을 LCV로 증강한 결과 평가점수
그림 그림 4. 혈지문을 각 농도별 AT용액에 적용한 후 LCV로 증강하여 현미경으로 관찰한 결과
그림 그림 5. 실제 지문으로 유류된 혈지문에 각 변수를 적용하고 LCV를 처리한 결과
표 표 5. [그림 4]의 융선 두께 측정 결과
표 표 6. 각 농도별 AT용액에 적용한 혈지문을 LCV로 증강한 결과 평가점수
그림 그림 6. 연속적으로 다섯 번 유류된 혈지문을 2등분하여 LCV로 증강한 결과
그림 그림 7. 희석한 혈흔에 LCV를 처리한 결과

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

앞선 실험을 통해 LCV의 버블링 현상이 개선됨과 동 시에 융선이 선명하게 증강되는데 효과적인 것은 AT용 액이었다. 따라서 AT용액이 LCV의 혈지문 증강 효과 에 영향을 미치는지 확인하기 위한 두 가지의 추가적인 실험을 진행하였다.
증강된 혈지문은 영국 내무성(Home Office)에서 제시한 평가기준을 따르도록 하였으며, 이는 지문 분야에서 널리 사용되는 평가기준 중 하나로서 지문 융선의 디테일을 중점적으로 관찰하는 것이다[17]. 또한 본 연구에서는 증강된 혈지문과 배경 간의 대조비도 중요하게 고려되어야 할 요소이기 때문에 별도의 평가기준을 마련하였다. 평가는 독립적으로 수행되었으며, 평가 기준은 [표 1][표 2]와 같다.
본 연구는 LCV를 혈액에 처리할 때 발생하는 버블링 현상을 개선하는 방안에 관하여 연구한 것이다. 버블링 현상의 원인이 되는 카탈라아제의 작용에 영향을 줄 수 있는 변수로 온도와 aminotriazole(AT)로 설정하고 이 두 가지 변수의 버블링 현상 개선 정도와 LCV의 혈지문 증강 효과에 미치는 영향을 확인하였다.
본 연구는 버블링 현상의 원인이 되는 카탈라아제 작용을 억제한다면 LCV의 버블링 현상을 개선할 수 있을 것이라는 가설로 출발하였다. 효소는 주성분이 단백질이므로 온도의 영향을 크게 받으며, 어느 일정한 온도를 넘으면 효소 단백질이 변성되어 불활성화 되고 기능을 상실하게 된다[13].
본 연구에서는 혈지문을 대상으로 고온과 AT에 따른 LCV의 버블링 현상의 감소 여부 및 혈흔증강 효과에 미치는 영향을 확인하고 LCV의 버블링 현상 개선에 효과적인 방안을 제시하고자 하였다.

제안 방법

LCV의 버블링 현상이 줄어든 것을 수치적으로 확인하기 위하여 LCV를 처리하기 전의 혈지문과 변수를 적용하고 LCV를 처리한 혈지문 융선의 두께를 각각 측정하였다. 혈지문은 실체현미경인 LEICA M80 (LEICA, Germany)을 사용하여 7.
예비실험 결과, 혈지문을 녹이지 않고 LCV의 혈흔 증강 효과에 영향을 미치지 않는 용매는 에탄올이었다. 따라서 에탄올에 AT를 용해시켜 0.5, 1, 1.5, 2% 농도로 제조한 AT용액에 혈지문을 3초간 담근 후 LCV를 적용하였다.
이는 150 ℃ 가 넘는 온도에 노출된 검체에서는 LCV로 혈지문이 증강되지 않았다는 Bleay의 연구와도 일치하였다[17]. 따라서 카탈라아제의 작용을 억제하면서 LCV의 혈흔증강 효과가 유지되는 적정온도인 150 ℃로 노출온도를 설정하고 노출시간을 100초, 200초, 300초, 400초로 달리하여 열처리를 하였다. 열에 노출된 혈지문은 담금법으로 LCV를 처리하였다.
Aminotriazole(AT)은 카탈라아제의 비가역적 저해제로, 카탈라아제의 헴 철(heme iron)과 필수 이미다졸(imidazole) 고리에 결합하여 카탈라아제를 불활성화시킨다[12-15]. 따라서 혈액 속 카탈라아제의 작용을 억제시킬 수 있는 변수로 고온과 Aminotriazole(AT)를 선택하여 실험을 진행하였다.
본 연구는 LCV를 혈액에 처리할 때 발생하는 버블링 현상을 개선하는 방안에 관하여 연구한 것이다. 버블링 현상의 원인이 되는 카탈라아제의 작용에 영향을 줄 수 있는 변수로 온도와 aminotriazole(AT)로 설정하고 이 두 가지 변수의 버블링 현상 개선 정도와 LCV의 혈지문 증강 효과에 미치는 영향을 확인하였다.
따라서 카탈라아제의 작용을 억제하면서 LCV의 혈흔증강 효과가 유지되는 적정온도인 150 ℃로 노출온도를 설정하고 노출시간을 100초, 200초, 300초, 400초로 달리하여 열처리를 하였다. 열에 노출된 혈지문은 담금법으로 LCV를 처리하였다.
지문 인장으로 유류한 혈지문과 실제 혈지문의 차이를 확인하기 위하여 손가락에 혈액을 도포하여 혈지문을 유류하고 변수들을 비교하였다. 변수를 적용하지 않은 비교지문에서는 버블링 현상이 즉시 발생하면서 융선이 뭉개졌으며, 150 ℃의 열을 100초간 처리한 지문은 버블링 현상이 발생하지 않았지만 열에 의해 LCV의 혈흔 증강 효과가 떨어졌다[그림 5].
지문은 유류 시 동일한 조건을 유지하고 시약 처리전, 후 융선의 두께를 비교하기 위하여 [그림 2]와 같이 지문 융선이 각인된 도장을 사용하였다. 실험에 사용한 혈액은 만 25세 성인 남성의 것으로 채취 후 1 주일이 넘지 않는 것을 사용하였다.
카탈라아제의 비가역적 저해제인 aminotriazole(AT)이 LCV의 버블링 현상에 영향을 미치는지 확인하고 가장 적절한 AT용액의 농도를 탐색하였다. 혈지문을 0.
혈액을 증류수로 1:2 배~1:2,000,000 배로 희석하 여 AT용액이 혈흔에 대한 LCV의 민감도에 영향을 미 치는지 확인하였다. 희석한 혈흔에 전처리 없이 바로 LCV를 처리한 결과, 1 만 배로 희석된 혈흔 샘플(14번) 까지 LCV로 혈흔이 증강되었지만 버블링 현상이 발생 하였다.
LCV의 버블링 현상이 줄어든 것을 수치적으로 확인하기 위하여 LCV를 처리하기 전의 혈지문과 변수를 적용하고 LCV를 처리한 혈지문 융선의 두께를 각각 측정하였다. 혈지문은 실체현미경인 LEICA M80 (LEICA, Germany)을 사용하여 7.5배율로 확대하여 촬영하였다. 융선 두께 측정은 Adobe Photoshop CS 6의 눈금자도구를 이용하여 측정하였다.
실험에 사용한 혈액은 만 25세 성인 남성의 것으로 채취 후 1 주일이 넘지 않는 것을 사용하였다. 혈지문은 혈액 20 ul을 지문인장에 도포한 후 A4용지에 유류하였다. 혈지문이 유류된 A4용지는 상온에서 1시간 동안 말린 후 실험에 사용하였다.
혈지문을 연속적으로 5회 유류한 후 2등분하여 왼쪽 은 전처리 없이 LCV를 바로 처리하고 오른쪽은 전처리 로 AT용액을 적용하고 LCV를 처리하였다. [그림 6]에 서 볼 수 있듯이, AT용액을 적용하고 LCV를 처리한 혈 지문은 즉시 LCV를 처리한 결과와 동일하게 5번 지문 까지 증강되었다.
혈지문이 유류된 종이는 전기오븐 DWO-G13SB(DAEWOO, Korea)을 사용하여 고온 처리하였다. 혈지문의 노출온도와 시간은 예비실험과 선행연구를 기반으로 설정하였다. 예비실험 결과, 100℃의 열에 노출된 검체에서는 버블링이 발생했으며, 200 ℃의 열에 노출된 검체에서는 LCV로 혈지문이 증강되지 않았다.
혈지문이 유류된 종이는 전기오븐 DWO-G13SB(DAEWOO, Korea)을 사용하여 고온 처리하였다. 혈지문의 노출온도와 시간은 예비실험과 선행연구를 기반으로 설정하였다.

대상 데이터

지문은 유류 시 동일한 조건을 유지하고 시약 처리전, 후 융선의 두께를 비교하기 위하여 [그림 2]와 같이 지문 융선이 각인된 도장을 사용하였다. 실험에 사용한 혈액은 만 25세 성인 남성의 것으로 채취 후 1 주일이 넘지 않는 것을 사용하였다. 혈지문은 혈액 20 ul을 지문인장에 도포한 후 A4용지에 유류하였다.
7 g 첨가하고 1 g의 leucocrystal violet(Sigma-Aldrich, USA)를 섞어 제조하였다. 카탈라아제 저해제는 3-Amino-1,2,4-triazole(Sigma-Aldrich, USA)을 Ethyl alcohol anhydrous, 99.9%(DAEJUNG, Korea)에 용해시켜 AT용액을 제조하였다.
평가를 위해 법과학 교육을 받은 10명을 평가자로 선정하였다. 증강된 혈지문은 영국 내무성(Home Office)에서 제시한 평가기준을 따르도록 하였으며, 이는 지문 분야에서 널리 사용되는 평가기준 중 하나로서 지문 융선의 디테일을 중점적으로 관찰하는 것이다[17].

이론/모형

5배율로 확대하여 촬영하였다. 융선 두께 측정은 Adobe Photoshop CS 6의 눈금자도구를 이용하여 측정하였다.

성능/효과

5 ~ 2% 사이의 농도로 제조된 AT용액을 처리한 혈지문은 융선 두께의 차이와 지문평가결과에서 유의미한 차이를 보이지 않았다[표 5][표 6]. 3% 이상의 농도로 AT용액을 제조할 경우 AT가 에탄올에 완전하게 녹지 않았으며, AT 결정들이 A4용지에 남아 혈지문 증강의 전처리 방법으로는 적절하지 않았다. 실험 결과, 버블링 현상을 줄이기 위한 AT용액을 제조할 경우에는 에탄올을 기반으로 하여 0.
희석한 혈흔에 전처리 없이 바로 LCV를 처리한 결과, 1 만 배로 희석된 혈흔 샘플(14번) 까지 LCV로 혈흔이 증강되었지만 버블링 현상이 발생 하였다. AT용액을 적용하고 LCV를 처리한 결과 역시, 1 만 배로 희석된 혈흔 샘플(14번)까지 LCV로 혈흔이 증강된 것을 확인하였다. 반면에, 버블링 현상은 개선되 어 혈흔이 번지지 않고 선명하게 증강되었다[그림 7].
반면에, 버블링 현상은 개선되 어 혈흔이 번지지 않고 선명하게 증강되었다[그림 7]. LCV를 처리하기 전 혈지문에 AT용액을 적용하는 방법 은 LCV의 혈흔 증강 효과와 민감도에 영향을 미치지 않으며, LCV를 단독으로 처리하는 것보다 혈흔이 더 선명하게 증강되는 것을 확인할 수 있었다.
고온에서는 150 ℃의 열에 100초 동안 노출한 혈지문에 LCV를 처리하였을 때 버블링 현상이 개선되고 LCV의 혈흔 증강 효과가 다른 온도에 비해 좋게 나타났다. 고온에 노출한 혈지문은 버블링 현상은 개선되지만, DNA에 영향을 미칠 위험성이 높고 고온에 노출시키기 번거롭다는 단점이 있다.
[그림 6]에 서 볼 수 있듯이, AT용액을 적용하고 LCV를 처리한 혈 지문은 즉시 LCV를 처리한 결과와 동일하게 5번 지문 까지 증강되었다. 또한 AT용액 적용 없이 LCV를 처리한 혈지문은 버블링 현상으로 인해 융선이 손상되었지만, AT용액을 적용한 혈지문은 버블링 현상이 발생하지 않아 융선의 손상 없이 증강되는 것을 확인할 수 있었다.
카탈라아제 저해제인 AT용액에 처리한 혈지문은 버블링 현상이 개선되면서 배경 이염이 없이 선명한 보라색으로 혈지문이 증강되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 LCV만을 처리한 혈지문과 비교했을 때 감도에도 영향을 미치지 않았으며, 버블링 현상과 배경 이염 등 LCV의 단점들을 보완해줄 방법인 것으로 확인되었다.
8 mm로 측정되었다. 또한 혈지문의 융선이 명확히 보이지 않아 지문 평가결과, 융선 디테일은 1.4점을 받았고 배경과의 대조비는 1.2로 가장 낮은 결과를 보였다. 300, 400초간 열에 노출된 혈지문의 융선 두께 차이는 없었지만, 혈지문이 LCV로 증강되지 않은 부분이 많아 지문 평가 점수는 낮았다.
변수를 적용하지 않은 비교지문에서는 버블링 현상이 즉시 발생하면서 융선이 뭉개졌으며, 150 ℃의 열을 100초간 처리한 지문은 버블링 현상이 발생하지 않았지만 열에 의해 LCV의 혈흔 증강 효과가 떨어졌다[그림 5]. 변수를 비교한 결과, 지문 인장으로 유류한 혈지문과 마찬가지로 LCV를 처리하기 전 AT용액을 처리하는 방법이 LCV의 버블링 현상을 줄이는 가장 효과적인 방법이었다.
지문의 현출 및 증강을 위한 시약이나 기법을 선택할 때에는 편리성과 효과성이 함께 고려되어야 한다. 본 연구에서 제시하는 AT용액은 처리 시간이 짧고 처리 방법 또한 간편하여 현장하기에 사용하기 편리하며, LCV의 버블링 현상이 개선되고 혈지문의 융선이 선명하게 증강되기 때문에 효과성 역시 충족하였다고 볼 수 있다. 따라서 혈지문에 LCV를 처리하기 전에 에탄올 기반의 AT용액으로 전처리하는 방법은 LCV의 버블링 현상을 개선하는 최적의 방법으로 판단된다.
3% 이상의 농도로 AT용액을 제조할 경우 AT가 에탄올에 완전하게 녹지 않았으며, AT 결정들이 A4용지에 남아 혈지문 증강의 전처리 방법으로는 적절하지 않았다. 실험 결과, 버블링 현상을 줄이기 위한 AT용액을 제조할 경우에는 에탄올을 기반으로 하여 0.5 ~ 2% 농도로 제조하는 것이 좋으며, 이후의 실험에서는 에탄올 기반의 0.5% 농도의 AT용액을 제조하여 사용하였다.
혈지문의 노출온도와 시간은 예비실험과 선행연구를 기반으로 설정하였다. 예비실험 결과, 100℃의 열에 노출된 검체에서는 버블링이 발생했으며, 200 ℃의 열에 노출된 검체에서는 LCV로 혈지문이 증강되지 않았다. 이는 150 ℃ 가 넘는 온도에 노출된 검체에서는 LCV로 혈지문이 증강되지 않았다는 Bleay의 연구와도 일치하였다[17].
고온에 노출한 혈지문은 버블링 현상은 개선되지만, DNA에 영향을 미칠 위험성이 높고 고온에 노출시키기 번거롭다는 단점이 있다. 카탈라아제 저해제인 AT용액에 처리한 혈지문은 버블링 현상이 개선되면서 배경 이염이 없이 선명한 보라색으로 혈지문이 증강되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 LCV만을 처리한 혈지문과 비교했을 때 감도에도 영향을 미치지 않았으며, 버블링 현상과 배경 이염 등 LCV의 단점들을 보완해줄 방법인 것으로 확인되었다.
이는 단백질로 이루어진 카탈라아제가 열에 의해 변성되면서 작용이 억제되어 버블링 현상이 발생되지 않은 것으로 생각된다[13]. 하지만 열을 가하는 시간이 늘어날수록 LCV로 증강한 혈지문이 보라색이 아닌 갈색으로 증강되어 LCV의 증강 효과가 감소되었다. 열을 처리하는 시간이 길어지면서 LCV와 반응 하는 heme 또한 열에 의해 파괴되어 LCV의 혈지문 증강 효과에 영향을 미친 것으로 보인다[17].
혈지문을 0.5, 1, 1.5, 2% 농도의 AT용액에 담근 후 LCV를 적용한 결과, 4가지 농도 모두에서 버블링 현상이 개선되었으며 LCV의 혈지문 증강 효과도 감소하지 않았다 [그림 4].
혈액을 증류수로 1:2 배~1:2,000,000 배로 희석하 여 AT용액이 혈흔에 대한 LCV의 민감도에 영향을 미 치는지 확인하였다. 희석한 혈흔에 전처리 없이 바로 LCV를 처리한 결과, 1 만 배로 희석된 혈흔 샘플(14번) 까지 LCV로 혈흔이 증강되었지만 버블링 현상이 발생 하였다. AT용액을 적용하고 LCV를 처리한 결과 역시, 1 만 배로 희석된 혈흔 샘플(14번)까지 LCV로 혈흔이 증강된 것을 확인하였다.

후속연구

LCV는 과학수사 분야에서 널리 인식된 혈흔 증강시약 이며 다른 시약과 비교하여 여러 장점과 효과성이 매우 뛰어나다[4-7]. 이러한 점을 고려할 때 LCV를 혈흔을 탐색하거나 혈족적을 증강하는데 사용하는 것뿐만 아 니라 혈지문에 적용할 수 있는 방안을 탐색하여 LCV의 활용가치를 높이는 연구는 필요할 것이다. 김[11]의 연 구에 따르면, LCV의 버블링 현상을 줄이는 방안으로 LCV 시약에 포함된 과산화수소의 농도를 낮추거나 혈 액의 농도를 낮추는 방안을 제시했다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	LCV의 특징은?	Leuco-crystal violet(LCV)은 희미한 혈흔을 증강하는 목적으로 사용되는 매우 효과적인 시약이다. LCV는 배경 이염이 적어 다공성, 비다공성 표면을 가리지 않고 적용할 수 있으며, 혈흔 증강 시 일반 땀 성분이나 피지 성분과는 전혀 반응하지 않고 혈흔에만 특이적으로 반응한다. 또한 시약 조성에 5-sulfosalicylic acid가 포함되어 있어 별도의 혈액 고정처리가 요구되지 않으며, 특히 헹굼 과정이 필요 없다는 장점이 있다[4-7].
	혈액지문의 확보가 어려울 경우 대처 방안은?	또한 혈액의 양이 적거나 약하게 찍힌 혈지문은 지문의 형태가 희미하거나 융선의 특징점이나 미세한 부분이 보이지 않을 수 있다. 따라서 혈흔을 증강하는 과정을 통해 혈지문과 배경 사이의 대조비를 높이고 보이지 않는 융선을 가시화 해야 한다[3].
	LCV란 무엇인가?	Leuco-crystal violet(LCV)은 희미한 혈흔을 증강하는 목적으로 사용되는 매우 효과적인 시약이다. LCV는 배경 이염이 적어 다공성, 비다공성 표면을 가리지 않고 적용할 수 있으며, 혈흔 증강 시 일반 땀 성분이나 피지 성분과는 전혀 반응하지 않고 혈흔에만 특이적으로 반응한다.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증