범죄과학-혈액검사

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피는 알고 있다 !(혈액검사)

❑ 들어가며
1900년 7월 1일, 독일의 발트해 연안에 있는 루젠 섬에서 두 형제가 실종되었다. 다음날 아침, 두 소년은 손발이 잘리고 창자가 드러난 사체로 숲에서 발견되었다.
여행 중이던 목수 루드윅 테스노우의 옷과 구두에 검은 얼룩이 묻어 있었고 그는 용의자로 기소되었다. 그러나 판사는 3년 전 수백 마일 떨어진 오스나부르크에서 이와 비슷한 사건이 일어났음을 신문에서 읽은 것을 기억했다. 어린 두 자매가 비슷한 방식으로 잔인하게 살해된 사건이었다. 그 때도 옷에 얼룩이 묻어 있던 용의자는 나무의 진이 묻어서 생긴 얼룩이라고 했었다.
판사는 두 소년이 살해되기 3주 전에 한 남자가 자기 목장에서 달아나는 것을 보았다고 주장하는 농부를 찾아냈다. 농부는 남자가 도망친 다음에 양떼가 있는 곳에 가보니 양 7마리가 잔인하게 도살되어 있었다고 했다. 농부를 테스노우와 대질시키자 농부는 그가 바로 자기 목장에서 도망치던 사람이라고 했다. 테스노우는 자신이 결백하다고 주장했다. 마침 이때 폴 울렌후스의 검사법이 알려지던 때라, 울렌후스에게 목수의 옷에 묻은 얼룩을 분석해달라고 의뢰했다. 그리고 1901년 울렌후스가 검사 결과를 알려왔는데, 테스노우의 옷에 묻은 얼룩들 가운데 대부분이 사람의 피이고 나머지는 양의 피라는 것이었다. ‘미치광이 목수’라는 별명이 붙은 테스노우는 유죄판결을 받았고 1904년에 처형되었다.
➥ 옷에 묻은 얼룩이 피인 지를 어떻게 알 수 있을까? 또, 사람의 피인 지, 동물의 피인 지를 어떻게 구분할 수 있을까?

 

❶ 혈액의 특징과 혈액 감식의 원리를 알아본다.
❷ 범죄 현상에서 발견된 혈액이 범죄과학수사에 어떻게 이용되는 지를 이해한다.
❶ 기구 : 해부현미경, 광학현미경, 돋보기, 줄자, 스포이트, 각도기, 채혈기구
❷ 재료 및 시약 : 붉은 잉크, 모조지 전지, 생리적 식염수, 소간, 란셋, 소독용 알코올, 김자 염색액, 슬라이드 글라스, 커버 글라스, 스카치 테이프(양면, 단면), 항A 혈청, 항B 혈청, 루미놀, 과산화수소, TMB, 피리딘 용액

 

<활동 1> 혈흔의 형상 분석

1. 범죄 상황의 추리
❶ 다음 3가지 혈흔을 비교하여 알 수 있는 사실은?

 

❷ 다음과 같은 혈흔으로부터 어떤 정보를 얻을 수 있는가?
2. 혈흔 형상 조사하기
스포이트와 적색 잉크를 사용하여 다음 상황에 해당하는 혈흔의 형상을 조사해 보자.

❶ 소동맥과 동맥에서 뻗친 혈흔

혈관
소동맥
동맥(소량)
동맥(다량)
형상
❷ 정지 상태와 이동 상태에서 떨어진 혈흔

이동
정지 상태
천천히 이동할 때
빨리 이동할 때
형상

 

 

❸ 여러 높이에서 떨어진 혈흔

높이

 

형상

 

 

❹ 여러 각도에서 떨어진 혈흔

각도

 

형상

 

 

3. 논의
❶ 범인이 사건을 은폐하기 위해 혈흔을 지웠는지를 어떻게 확인할 수 있는가?
<활동 2> 혈흔 경과 시간의 검사
1. 혈흔의 특징 조사
소간에서 추출한 소의 피를 슬라이드 글라스에 떨어뜨리고 시간의 경과에 따른 혈흔의 변화를 조사해 보자.

❶ 출혈 후 경과 시간에 따라 혈흔 색깔의 변화를 조사해 보자.

시간

 
색깔

 

 
❷ 출혈 후 경과 시간에 따라 혈흔의 굳기를 조사해 보자.

시간

 
굳기

 

 
❸ 출혈 후 경과 시간에 따라 적혈구의 모습을 현미경으로 관찰해 보자.

시간

 

적혈구

 

 

2. 논의
❶ 범죄 현장에서 혈흔을 관찰하여 사건이 일어난 시간을 추정할 수 있는가?
❷ 범죄 시간의 추정에 이용되는 물적 증거에는 어떤 것이 있는가?

 

<활동 3> 혈흔 예비/확인 시험

1. 루미놀 시험법(Luminol test)
육안으로 혈흔이 발견되지 않는 증거물의 경우, 루미놀 시험을 실시한다. 혈흔의 혈색소는 루미놀 시약과 접촉하면 형광을 발하며, 혈액이 1만~2반배 희석되어도 검출이 가능하다. 이외에도 혈흔 감식에 이용되는 실험으로는 무색 마라카이트 록 시험, 벤지딘 시험이 있다.
❶ 루미놀 시약의 제조 : 10% 수산화나트륨 용액 20mL에 루미놀 0.1g을 녹인 다음 이 용액을 증류수로 희석하여 200mL 용액을 만든다. 이 용액을 5% 과산화수소수 20mL와 함께 스프레이에 넣고 섞는다. 루미놀은 녹는데 시간이 걸리지만 완전히 녹으면 루미놀 분말이 보이지 않게 된다.

❷ 종이 위에 혈흔을 만들고 어두운 곳에서 루미놀 시약을 분무해 보자. 어떤 색깔의 형광이 나타나는가?
❸ 혈액이 묻은 천이나 옷을 물로 세척하여 혈흔을 지운 후 루미놀 시험을 해보자. 혈흔을 확인할 수 있는가?

 

2. Tetramethyl Benzidine(TMB) Test

❶ Reagent Preparation :
✦Acetate Buffer
Sodium acetate 5.0 g
Glacial Acetic Acid 43.0 mL
Deionized Water 50.0 mL

✦Working Solution
TMB 0.4 g
Acetate Buffer 20.0 mL

Mix, filter and store in brown coloured bottle in refrigerator.

❷ 과정
㉠ Place a cutting or swabbing of the stain on filter paper or spot test paper.
㉡ A drop of TMB Solution is placed on the stain, followed by a drop of 3% Hydrogen Peroxide.
㉢ An immediate blue-green colour is a positive test for peroxidase activity, indicative of hemoglobin. This is not a confirmatory test for blood.
㉢ Standards and Controls : A known bloodstain and unstained control must be tested.
☞ 주의 : TMB is carcinogenic. Use of gloves is required.

❸ TMB 시험법으로 혈흔을 확인할 수 있는가?

 

❹ 루미놀 검사와 비교할 때 TMB 시험의 장점과 단점을 설명해 보자.

 

 

3. Takayama Test(헤모크로모겐 결정체 시험, 혈흔 확인시험)
❶ Reagent Preparation(Reagents should be made fresh daily)
Standard Glucose Solution (100g/100mL) 3 mL
10% Sodium hydroxide 3 mL
Pyridine 3 mL
Distilled Water 7 mL

❷ 과정
㉠ Place material to be tested on a microscopic slide and cover with a cover slip.
㉡ Add a drop of Takayama Reagent and allow to flow under the cover slip.
㉢ Warm slide gently on a hot plate at 65℃ for 10-20 seconds.
㉣ Allow to cool and observe under microscope at 100X.
㉤ The appearance of pink needle shaped crystals of pyridine hemochromogen (Pyridine ferroprotoprophyrin) is positive reaction for heme.

❸ 현미경에 나타난 헤모크로모겐 결정체의 모습을 그려보자.

 

❹ 사람의 혈흔과 동물의 혈흔을 대상으로 Takayama Test를 해보고 차이가 있는지를 확인해 보자.

 

 

<활동 4> 혈흔으로부터 혈액형 판정(혼합응집반응법)
1. 원리
극히 적은 양의 시료에서 혈액형 검사를 위해서 사용하는 방법으로 혈흔, 타액, 땀(지문), 모발 등을 시료로 하여 혈액형 판정이 가능하다. 혈흔이 부착된 섬유(1)가 있을 때 항혈청을 처리하면 혈흔에 있는 적혈구에 의해 항체가 흡착되고(2), 과잉항체를 제거한 후(3) 작용혈구를 처리하여 응집여부로 혈액형을 확인한다. 만일 혈흔의 혈액형이 A형이라고 하자. 항A혈청을 처리하면 혈흔에 있는 적혈구에 항A응집소가 결합하게 되고 작용혈구 중 A형의 적혈구를 처리하면 그림 4와 같이 나타난다.
2. 실험 과정(시료가 혈흔일 경우)

 

❶ 슬라이드 글라스에 양면 테이프를 붙이고 그 위에 단면 테이프를 접착면이 위로 가게 붙인다.(그림 1, 2)
❷ 혈흔이 묻은 시료를 메탄올로 고정한 후 단면 테이프 접착면에 붙인다.
❸ 시료에 항혈청을 떨어뜨린다.(그림 3)
❹ 생리적 식염수에 슬라이드 글라스를 담그어 항혈청을 제거한다.(그림 4)
❺ 대응하는 판정용 혈구, 즉 A형, B형 및 O형의 5% 적혈구 부유액을 가하여 습윤 상태에서 15분간 처리한다.(그림 5)
❻ 생리적 식염수가 들어있는 페트리 접시에 유리봉을 나란히 놓고 시료 부착면이 아래로 향하게 슬라이드 글라스를 올려놓는다. 5~10분간 방치하여 반응하지 않은 적혈구는 페트리 접시에 가라 앉혀 제거한다.(그림 6)
❼ 현미경 100~400배로 혈구응집반응 유무를 확인한다.

3. 결과 및 논의
❶ 현미경에 나타난 모습을 간단히 그려보자. 혈흔으로부터 혈액형을 판정할 수 있는가?
❷ 혈흔으로부터 혈액형을 판정하는 과정에서 어떤 문제점이 있는가?
❸ 타액, 모발, 지문 등으로부터 혈액형을 판정하는 원리는 무엇인가?

 

<활동 5> 혈흔으로부터 성별식별
1. 원리
혈흔을 침출시킨 추출액을 유리판에 도말하여 표본을 만든 다음 김사(giemsa) 염색법으로 염색하여 현미경으로 관찰하면 여성 혈흔에서는 중성백혈구 세포핵에 돌기모양의 드럼 스틱(drum stick)이 관찰되나, 남성 혈흔에서는 거의 관찰되지 않는다.

드럼 스틱

드럼 스틱은 여성의 백혈구에 있는 2개의 X 염색체 중 1개가 불활성화된 것이다.

2. 실험 과정
❶ 남자와 여자의 혈흔을 침출시킨 추출액을 슬라이드 글라스에 얇게 도말한다.
❷ 도말된 혈액에 메틸알코올을 가해 고정한 후 말린다.
❸ 슬라이드 글라스에 김자 염색액을 한 방울 떨어뜨리고 3분간 염색한다.
❹ 슬라이드 글라스 뒷면에 수돗물을 20초 정도 흘려서 염색액을 씻어 낸다.
❺ 여과지로 물기를 제거한 다음 커버 글라스를 덮고 현미경으로 관찰한다.

3. 결과 및 논의
❶ 현미경에서 적혈구와 백혈구의 모습이 보이는가?

❷ 백혈구의 모습을 그리고 사용된 혈흔의 성별을 확인해 보자.
1. 사건 현장에 있는 혈액이 가해자나 피의자의 어떤 부위에서 출혈되었는지를 확인할 수 있는 방법에 대해 조사해 보자.

 

 

2. 범죄 수사에 이용되는 혈액형의 종류를 조사하고 설명해 보자.

 

 

3. 타액(침)을 이용하여 혈액형을 판정하는 원리에 대해 조사해 보자.

 

 

4. 혈흔이 사람의 것인지 동물의 것인지를 확인하기 위해서는 항원항체 반응을 이용한다. 그 원리를 알아보자.

 

 

조상환

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