X-ray diffraction study of cholesterol-cholesteryl oleate binary mixtures

Summary

The phase transitions for binary mixtures of cholesteryl oleate (CO) and cholesterol (CH) have been investigated by X-ray diffraction, differential scanning calorimetry and optical microscopy. The phase diagrams on heating, involving the solid-solid and solid-isotropic liquid transitions, and on cooling, involving the cholesteric and smectic mesophases, have been derived. In particular, a strong supercooling effect of liquid cholesterol and a progressive decrease of the isotropic liquid-cholesteric and cholesteric-smectic transition temperatures were observed. Moreover, some structural modifications induced in the smecticA and in the cholesteric phase by the presence of CH in CO were detected. Finally the dependence of intermolecular distance in the isotropic liquid phase was studied as a function of temperature and mixture composition.

Riassunto

Mediante diffrazione dei raggi X, calorimetria differenziale e microscopia ottica sono state studiate le transizioni di fase per miscele binarie di colesteril oleato (CO) e colesterolo (CH). Sono stati ricavati in riscaldamento il diagramma di fase per le transizioni solido-solido e solido-liquido isotropo ed in raffreddamento un diagramma di fase comprendente le mesofasi colesterica e smettica. In particolare sono stati osservati un marcato effetto di sovraraffreddamento del liquido del colesterolo ed una progressiva diminuzione delle temperature di transizione delle fasi liquido-isotropo colesterico e colestericosmettico. Inoltre sono state trovate alcune modificazioni strutturali indotte nella fase smetticaA ed in quella colesterica dalla presenza del CH nel CO. Infine è stata studiata la dipendenza della distanza intermolecolare nella fase liquido isotropo in funzione della temperatura e della composizione della miscela.

Резюме

Исследуются фазовые переходы в бинарных смесях олеата холестерила (CO) и холестерола (CH) с помощью дифракции рентгеновских лучей, дифференциальной сканирующей калориметрии и оптической микроскопии. Получаются при нагревании фазовые диаграммы, вклюьающие переходы твердое тело-твердое тело и твердое тело-изотропная жидкость, а при охлаждении фазовая диаграмма, включающая холестерическую и смектическую мезофазы. В частности, наблюдается сильные эффект сверхохлаждения дия жидкого холестерола и постепенное уменьшение температур фазовых переходов изотропная жидкость-холестерик и холестерик-смектик. Кроме того, определяются структурные модификации, индуцированные в фазе смектикаА и в фазе холестерика наличием CH и CO. В эаключение, исследуется эависимость расстояния между молекулами в фазе изотропной жидкости, как функция температуры и состава смеси.