Bioassay Guided Analysis of Migrants from Can Coatings

Zusammenfassung.

Migrate aus Innenbeschichtungen von Konservendosen bestehen aus einer Vielzahl von Substanzen, welche größtenteils nicht toxikologisch bewertet sind. 95% ethanolische Migrate eines Polyestercoatings und Epoxidcoatings wurden in verschiedenen Biotests auf Mutagenität (Ames II-Test), auf aquatische Toxozität (Fischembryo-Test) und auf Zytotoxizität (BrdU-ELISA, WST-1-Assay, Neutralrot-Test, RNA-Synthese-Inhibition) untersucht. Bis zu einer Konzentration von 60 dm²/l konnten sowohl im Ames II-Test keine mutagenen Effekte als auch im Fischembryo-Test keine letalen Effekte bestimmt werden. Die erhaltenen Ergebnisse aus den Bestimmungen zur Zytotoxizität variieren stark; dies liegt begründet in der Art des Testsystems, der eingesetzten Zelllinie (Hela-S3, Caco-2, HT-29, Hep-G2) und den gewählten Inkubationsbedingungen.

Der Neutralrot-Test wurde für die Untersuchungen an Migraten aus Innenbeschichtungen von Konservendosen validiert. Bekannte gesetzlich geregelte Substanzen in Migraten aus epoxidhaltigen Coatings, BPA, BADGE, BADGE*2H₂O, BADGE*HCl*H₂O und BADGE*2HCl wurden im Neutralrot-Test an 2 unterschiedlichen Zelllinien, einer humanen Kolonkarzinomzelllinie (HT-29) und einer humanen Hepatoblastomzelllinie (Hep G2) untersucht. Die IC_{50, Hep-G2}-Werte der gesetzlich regulierten epoxidhaltigen Substanzen liegen zwischen 7 mg/l für BADGE und 83 mg/l für BADGE*2H₂O. Während das 95% ethanolische Migrat des Epoxidcoatings einen signifikanten Effekt im Neutralrot-Test (IC_{50, Hep-G2} =  6.6 ±  0.8 dm²/l) induziert, wird durch das Migrat des Polyestercoatings kein Effekt hervorgerufen (IC_{50, Hep-G2}  >  30 dm²/l). Die Gehalte der gesetzlich geregelten Substanzen (BPA, BADGE, BADGE*2H₂O) im Migrat des Epoxidcoatings wurden bestimmt und deren Anteil am zytotoxischen Effekt des Migrates abgeschätzt. Nur ca. 0,5% des zytotoxischen Effektes des Migrates im Neutralrot-Test kann auf diese Substanzen zurückgeführt werden.

Abstract.

Migrants from can coatings consist of a complex mixture of a variety of substances that mostly are not toxicologically evaluated. 95% ethanolic migrates from a polyester and an epoxy coating were screened in different bioassays on mutagenicity (Ames II-Test), on aquatic toxicity (Fish Embryo Assay) and on cytotoxicity (BrdU-ELISA, WST-1-Assay, Neutral Red Assay (NRA), RNA-Synthesis-Inhibition). No mutagenic effect was detected in the Ames II-Test and no lethal effects were induced in the fish embryo test up to a concentration of 60 dm²/l. Strongly varying cytotoxicity effects have been determined depending on the type of the assay, the cell line in use (Hela-S3, Caco-2, HT-29, Hep-G2) as well as the incubation conditions.

The NRA was validated for the investigation of the coating migrates. Legally regulated substances known to migrate from epoxy coatings, BPA, BADGE, BADGE*2H₂O, BADGE*HCl*H₂O and BADGE*2HCl were investigated in the NRA with two different cell lines, a human colon adenocarcinoma cell line (HT-29) and a human hepatocellar carcinoma cell line (Hep-G2). The IC_{50, Hep-G2}-values of the regulated epoxy based substances ranged from 7 mg/l for BADGE to 83 mg/l for BADGE*2H₂O. The 95% ethanolic migrate of the epoxy coating revealed a significant effect in the NRA (IC_{50, Hep-G2} =  6.6 ±  0.8 dm²/l) while the polyester coating induced no effect (IC_{50, Hep-G2}  >  30 dm²/l). The amount of the legally regulated substances (BPA, BADGE, BADGE*2H₂O) in the migrate of the epoxy coating was analysed and their part on the cytotoxic effect of the migrate was estimated. Only about 0.5% of the effect of the migrate in the NRA could be traced back to these substances.