■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	CSI 과학수사대 □지문감식□ ˚ 분말법과 액체법 ˚			실험 원리	법의학, 닌히드린 반응, 지문 채취법
실험 시간	40분	실험 분야	생명과학, 화학 법의학	실험 방법	개별실험
세트구성물	닌히드린 용액, 지문 채취용 잉크, 알루미늄 가루, 접착 펠트지, 투명 필름, CSI 과학수사대 도안 증거품 2 + A 도안, 극세사 천
교사준비물	다리미(핫플레이트로 대체 가능)			학생준비물	가위, 풀, 네임펜, 신문지 등의 종이, 물티슈, 핸드크림
실험 결과	학생 1인당 과학수사대 카드와 신분증 및 명예요원증을 각각 1개씩 가지고 갑니다.
실험팁	[신분증 만들기] - 잉크 패드로 자신의 지문찍기 TIP 1. 잉크가 많이 묻으면 지문이 뭉개지므로, 잉크를 조절하며 활동지에 여러번 찍습니다. 만일 찍을 공간이 부족한 경우 뒷면을 사용합니다. 종이가 더 필요한 경우 A4용지로 대체가능합니다. [분말법] TIP 2. 극세사 천으로 지문을 지운 후에는 해당 면을 실험 전 만지지 않도록 주의합니다. TIP 3. 카드에 지문을 찍을 때 콧등을 만지거나 땀을 내어 찍어야 잘 찍힙니다. 바디로션이나 핸드크림(니베아 핸드크림 제외-지문이 뭉개집니다)등을 살짝 바르고 찍으면 잘 찍힙니다. TIP 4. 알루미늄 가루를 아주 소량만 사용하여 카드를 돌려가며 지문 부위에 묻도록 하면 잘 나옵니다. TIP 5. 알루미늄 가루를 흡입하지 않도록 주의합니다. [액체법] - 닌히드린 용액법 TIP 6. 실험 중 닌히드린 용액이 손에 묻을 경우, 바로 씻어냅니다. 그렇지 않으면 체온으로 인해 닌히드린 반응이 진행되어 손이 남보라색으로 변합니다. 주의합니다. TIP 7. 닌히드린이 뿌려진 활동지를 살짝 말린 후, 가열합니다. 닌히드린 용액은 알코올을 함유하고 있습니다. 실온에서 2~3분간 두어 알코올을 증발시킨 후 가열합니다. TIP 8. 다리미가 준비되지 않았다면 핫플레이트를 켜고 김을 굽듯이 활동지를 구워줍니다. - 타지 않도록 주의하십시오. 화재 및 화상 주의 TIP 9. 손에 묻은 땀이나 기름기의 정도에 따라 결과는 다르게 나올 수 있습니다.

지문 [fingerprint]

지문은 손가락 끝의 손바닥 쪽에 표피가 융기돼 생긴 선(융선)에 의해 형성된 줄무늬다. 이는 피부층 중 표피 밑층인 진피에서 만들어진 것으로 진피 부분이 손상되지 않으면 평생동안 변하지 않는 특성을 갖는다. 또한 생긴 모양이 사람마다 모두 달라서, 우리나라의 경우 성인만이 돼 주민등록증을 만들 때 지장을 등록하므로 죄를 지으면 지문으로도 범인이 누구인지를 쉽게 파악할 수 있다.

그런데 어떻게 물체에 지문이 찍히는 것일까. 피부는 손바닥과 발바닥을 제외하고 어디에나 피지선이 있다. 때문에 손가락이 닿은 물체에는 우리 살갗의 자국이 찍힌다. 유리, 도기, 자기, 금속면, 벽면 등과 같이 매끈한 표면에 특히 선명하게 남는다. 그러나 그대로는 잘 보이지 않는다. 그래서 지문이 묻어 있을 만한 곳에 미세한 알루미늄 분말을 뿌리고 그 다음에 붓의 털끝으로 여분의 분말을 묻혀내면 지문의 융선 부분에만 알루미늄 분말이 달라붙어 남아서 명료한 지문이 나타난다. 바탕색에 따라서 흑연가루나 숯가루 등 여러가지 분말을 사용한다.

그러나 매끈한 유리컵과는 달리 종이 처럼 지문이 뚜렷하게 남지 않는 경우는 다른 방법을 사용한다. 분말법보다는 요오드를 사용하는 증기법, 질산은용액이나 닌히드린 시약을 사용한 액체법 등을 사용할 수 있다.

지문은 손가락 끝에 나타난 피부 융선의 배열 상태에 따라 이루어지는 무늬인데 이것은 사람의 정상 형질이며, 사람마다 특유의 지문형을 가진다. 지문형은 다양하나 기본형으로 분류하면 3종류가 있다.

지문형이 다른 사람은 유전 인자형이 다르나 확실한 유전자형은 모르고 있다. 궁상문(弓狀紋, arch)은 선이 손가락 장축에 거의 직각 방향으로 평행하게 활 모양으로 휘어 배열되어 있고 단류(單流)하거나 삼각 방사점도 없다. 제상문(蹄狀紋, loop)은 선인 말굽 모양으로 배열되어 삼각 방사점이 하나 생긴다. 와상문(渦狀紋, whorl)은 선이 여울 모양 또는 고리 모양으로 배열되어 삼각방사점이 2개 생긴다. 기타 유형이나 변형은 수없이 많다.

지문(finger print)이 사람을 감별하는데 이용된 것은 오래 전부터이며, 현재도 법의학에서 친자의 감정이나 범죄수사 등에 많이 이용되고 있다.

융기선 수(ridge count)를 보는 것도 중요한데, 이는 문리(紋理)의 중심에서 각 손가락 끝에 있는 삼각 방사점(삼차선)에 직선을 긋고 그 직선과 만나는 융기선의 수를 말한다. 즉 와상문(whorl)은 융기선 수가 많고 궁상문(arch)의 융기선 수는 0을 의미한다

Turner 증후군에서는 와상문이 많아 매우 높은 융선 수를 보이며, 18 삼체성(trisomy)은 궁상문이 많기 때문에 매우 낮은 융선 수를 갖는다. 따라서 피문을 관찰하는 것은 소아과 진찰의 한 중요한 부분이다.

인간의 유전 형질은 한 쌍의 유전자에 의하여 형질이 결정되는 단인자 유전 형질(monogenic traits：색맹, PTC 미맹, 혈우병, 혀말기, 귓불, 눈꺼풀, 목소리 등)의 지배를 받는 경우와 여러 개의 유전자가 관여하는 다인자 유전 형질(polygenic traits：지문, 피부색, 골상, 지능, 신장, 체중 등)의 지배를 받는 경우로 구분할 수 있다. 다인자 유전 형질은 환경에 의해서도 많은 영향을 받으므로 연속적인 변이를 보인다.

지문의 경우 예를 들면 와상문이 많은 양친으로부터는 와상문이 많은 자녀가 태어난다.

육종 학자들이 중요하게 생각하는 많은 표현 형질은 둥글거나 주름진 완두와 같이 두 가지 중 □어느 한쪽□ 형질에 꼭 들어맞지 않는다. 대신 이들 형질은 경사진 상태로 나타나며 이를 연속 변이(continuous variation)라고 부른다. 물론 모든 대립 유전자는 쌍으로 관여하고 멘델의 분리의 법칙과 독립의 법칙을 따른다. 그러나 연속 변이는 하나 이상의 좌위에 있는 대립 유전자들이 관련되기 때문에 생긴다. 하나 이상의 좌위에 있는 대립 유전자들이 같은 형질에 관여할 때 이를 다인자 유전(polygenic inheritance)이라고 하고, 이 형질을 다인자 형질(polygenic trait)이라고 부른다.

닌히드린반응 [ ninhydrin reaction ]

닌히드린을 아미노산의 중성용액에 가하면 아미노기의 작용에 의해서 닌히드린 2분자가 축합하여 아미노산의 종류에 따른 특유한 색을 나타낸다. 예를 들면, 히스티딘은 청색, 히드록시프롤린은 오렌지색으로 변한다. 이 발색은 예민하여 50~100만분의 1 정도의 감도(感度)를 나타내므로, 아미노산의 검출에 이용된다. 아미노산을 종이크로마토그래피 등으로 전개하고, 0.3% 닌히드린의 부틸알코올용액을 분무하여 전(全)아미노산을 검출 확인하는 방법이 흔히 쓰인다. 또, 비색정량에도 이용된다.

닌히드린 두 분자가 한 아미노산의 아미노기(질소가 있는 부분)와 만난다. 아미노산은 분해가 되며 그 중 아민부분이 닌히드린 두 분자와 결합하여 보라색 분자가 된다. 그 과정을 아래 세 단계의 그림으로 설명한다.

첫 번째, 닌히드린 두 분자와 아미노산이 만난다.(초기반응물 : ninhydrin(무색) + amino acid)

두 번째, 아미노산이 분해되고 닌히드린 분자가 결합하려고 한다.(중간 형성물-hydrindantin을 형성)

세 번째, 마지막 단계. 닌히드린이 질소를 사이에 두고 공유결합으로 연결되어 한 분자가 된다. 그런데 이 분자는 보라색을 띤다.(NH3가 빠져 나가 최종 형성물을 생성: 보라색)

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.