■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	CSI 과학수사대 ˚ 루미놀(Luminol) 검사 ˚			실험 원리	법의학, 산화-환원반응, 촉매반응, 혈액
실험 시간	40분	실험 분야	생명과학, 화학 법의학	실험 방법	4인 1조, 조별실험
세트구성물	헤모글로빈, 대조군(붉은 물감, 붉은 잉크), 접착펠트지, 염기성 루미놀 용액, 묽은 과산화수소수, 에탄올 거름종이, 채혈침, 과학수사대 도안, 알코올 솜
교사준비물	가위, 증류수(정수기 물로 대체 가능)			학생준비물	필기도구
실험 결과	학생 1인당 과학수사대 카드와 명예요원증을 각각 1개씩 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 수업 전에 아래의 [필수활동]을 반드시 수행한 후, 수업에 들어갑니다. TIP 2. 루미놀 시약을 만들 때 세게 흔들지 않도록 합니다. 세게 흔들면 과산화수소수가 물과 산소로 분해되어 실험결과가 뚜렷하게 나오지 않을 수 있습니다. TIP 3. 완성된 루미놀 시약은 용기 윗 부분에 구멍을 뚫어 4 ℃ 냉장 보관합니다. TIP 4. 사용하고 남은 루미놀 시약은 폐액통에 버립니다.

루미놀 [luminol]

3-아미노프탈산하이드라지드라고도 한다. 분자량 177.16, 녹는점 329∼332℃이다. 흰색 고체이며 물·에탄올·에테르에는 녹기가 어렵다. 혈흔을 검출하는 데 쓰일 뿐 아니라, 과산화수소 및 사이안이온의 분석용 시약으로도 사용된다. 이것은 모두 알칼리 용액이며, 과산화수소나 하이포염소산염 등으로 산화하면 육안으로도 선명한 자청색(紫靑色)의 발광현상을 볼 수 있는데 이것을 응용한 것이다.

화학발광을 일으키려면 산화제와 반응해야 한다. 주로 과산화수소 용액과 물에 녹인 수산화나트륨이 활성제로 작용한다. 철화합물 등의 촉매가 있으면 과산화수소는 산소와 물로 분해된다.

루미놀이 수산화 이온과 반응하면, 2가 음이온이 형성된다. 과산화수소에서 산소가 발생하고 루미놀 이온과 반응하게 된다. 이 반응의 생성물인 유기 과산화물(organic peroxide)은 질소가 빠짐으로써 만들어지는데 매우 불안정한 상태에 있다. 전자가 이 때 들뜬 상태에 있다가 바닥 상태로 전이되며 에너지를 방출하게 된다. 이 에너지의 방출이 파란색으로 보인다.

산화-환원 반응 [oxidation-reduction or redox reaction]

산화-환원 반응(oxidation-reduction or redox reaction)은 전자 전달 반응으로 간주할 수 있다. 산화 반응은 전자를 잃는 반쪽 반응을 말한다. 원래 ‘산화’라는 용어는 원소가 산소와의 결합을 나타내기 위해 사용하였으나 현재는 산소를 포함하지 않는 반응까지 포함하는 더 넓은 의미를 가진다. 전자를 얻는 반쪽 반응을 환원 반응이라 한다. 산화 반쪽 반응에서는 전자가 생성물 쪽으로, 환원 반쪽 반응에서는 전자가 반응물 쪽으로 옮겨진다. 즉, 산화는 전자를

잃고 환원은 전자를 얻는다. 이 두 반응은 항상 같이 일어난다. 전자를 받아들여 산화시키는 것을 산화제라 하고, 산소에 전자를 제공하여 산소를 환원 시키는 것을 환원제라 한다. 산화-환원 반응에서 산화의 정도는 환원의 정도와 같아야 한다. 바꾸어 말하면, 환원제에 의해 잃은 전자의 수는 산화제에 의해 얻은 전자의 수와 같아야 한다.

산화-환원 반응에서 전자의 이동을 추적하기 위하여, 반응물과 생성물의 산화수를 배열하는 것이 편리하다. 어떤 원자의 산화수(oxidation number)는 전자들이 완전히 이동되었다고 가정했을 때, 어떤 분자 혹은 이온 결합 화합물 속에 있는 어떤 원자가 가지고 있는 전하의 수이다. 산화수는 곧 이동된 전자의 수를 나타낸다. 이런 방법은 원소들이 산화되었는지 환원되었는지를 금방 알 수 있게 해준다. 산화수가 증가하는 원소는 그 반응에서 산화된 것이다. 반대로 산화수가 감소하면 환원이 되었다는 것을 알 수 있다

법의학 [Forensic Medicine]

범죄와 관련된 죽음을 조사하는 의학적 중심에 법의학(法醫學, forensic medicine)이 있다. 법의학은 의학(醫學, medicine)과 법에 관련된 분야를 담당하는 의학의 특수 분야를 말한다. 사망의 원인, 장애, 손상 및 질병을 조사하는 일을 한다.

(1) 법의병리학

병사(病死) 이외의 모든 죽음, 즉 외상, 질식, 이상 온도 및 기압에 의한 장애, 학대아, 천대아, 정신이상, 성범죄 등에 의한 외인사와 평소에 건강하게 보이던 사람이 갑자기 예기치 않게 사망하는 경우, 즉 그 사망이 어떤 질병 또는 신체 내부의 이상에 기인하는 소위 내인성 돌연사인지 또는 그 사인을 알 수 없는 사례인지를 알기 위하여 검안(檢案, postmortem inspection) 또는 부검(剖檢, autopsy)을 실시하여 사망의 종류, 사인, 사후 경과시간, 치사 방법, 사용 흉기 및 사용 독물 등을 규명하는 학문을 말한다.

(2) 법의혈청학

혈액, 타액, 정액, 질액, 모발, 치아 및 골격 등 인체의 분비물 또는 조직을 재료로 한 혈액검사를 중심으로 혈청형(血淸型, serovar), 백혈구형, 타액형, 지문 분류, 모발 분류 및 인류학적 검사 등을 실시하여 개인을 식별함으로써 범인색출, 친생자감정 등에 기여하는 학문을 말한다.

(3) 임상법의학

의료사고가 일어난 경우에 질병 또는 손상과 사인과의 관계, 의료행위와 사인과의 관계를 분석하여 의료행위의 과실 유무를 판단하는 학문이다.

(4) 법의독물학

혈액과 같은 인체에서 얻은 시료로 독극물을 검출하여 사망 원인 등을 조사하는 데 이용되는 학문이다.

(5) 법치의학

치흔 감정이나 치아로 개인을 식별하여 사망자의 신원을 파악하는 등에 사용되는 학문이다.

(6) 법인류학

백골을 검사하여 개인을 식별하거나 사망의 원인을 알아내는 학문이다.

(7) 감식학

지문 검사나 탄도 검사와 같이 범죄수사에서 증거를 확보하는 데 이용되는 학문이다.