TW201726059A - 使用於生醫裝置中之量子點光譜儀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

描述用於將用於光譜分析之量子點併入至生物醫學裝置中的裝置及方法。在一些實例中，該等量子點作為光發射器、光濾光器或分析物特定之染料。在一些實例中，設備及方法之使用領域可包括受益於光譜分析的任何生物醫學裝置或產品。

Description

使用於生醫裝置中之量子點光譜儀及其使用方法

本文描述用於在生物醫學裝置中使用之量子點光譜儀。在一些例示性實施例中，裝置的功能涉及收集生物特徵資訊，以執行針對該裝置之使用者的個人生物分析。

近來，醫療裝置的數量及其功能性已開始迅速發展。這些醫療裝置可包括例如可植入心律調節器、用於監測及/或測試生物功能的電子藥丸、具有主動組件的手術裝置、隱形眼鏡、輸液泵、及神經刺激器。這些裝置時常曝露於生物系統及化學系統並與生物系統及化學系統互動，使該等裝置成為用於收集、儲存及散佈生物特徵資料的最佳工具。

一些醫療裝置可包括組件(諸如半導體裝置)，該等組件執行各種功能(包括生物特徵收集)，並可被併入於許多生物可相容性及/或可植入裝置中。此類半導體組件需要能量，因此，賦能元件也必須被包括在此類生物可相容裝置中。在能夠收集生物特徵資訊的生物醫學裝置中加入自供(self-contained)能量 將使該裝置能夠執行針對該裝置之使用者的個人化生物特徵分析。

生物特徵資訊收集之一項態樣已著重於配對一分析物與一相對應酶的能力，諸如配對葡萄糖與葡萄糖氧化酶以供偵測在一流體介質中的葡萄糖。生物特徵資訊收集之另一態樣可著重於光之使用，其中一光源發出光穿過一介質，繼而藉由一偵測器予以收集並分析所吸收之光量，相似於一光譜儀。光譜儀廣泛使用在物理、化學及生物研究中；然而，目前的微光譜儀設計大部分使用干涉濾光器及干涉光學器件而使其等之光子效率(photon efficiency)、解析度及光譜範圍受到限制。然而，隨著利用量子點來支援獲取光譜資料的技術及試劑之開發而變得可能的微型化，可使生物醫學裝置感測其環境之化學狀態的能力顯著進步。

量子點(QD)係通常由半導體材料製成之奈米晶體。當晶體係「奈米大小(nano-sized)」時，晶體變得足夠小而展現量子機械性質。QD相關技術利用此量子機械行為來得到QD的關注光學性質。因此，用於使用量子點及用於量子點光譜測定法之生物醫學用途的新穎裝置可係實用的。

據此，用於在被供電之生物醫學裝置之上或之中使用QD作為發射源、濾光器、染料以及作為窄頻帶光譜儀及寬頻帶光譜儀的裝置及方法可使得被供電之生物醫學裝置能夠具體且精確偵測在一使用者身體之上或之中的分析物。量子點係可以高一致性及高純度製造的極小實體。由於量子點製造程序可微調 以用於不同大小及材料，所以可針對來自一類型QD之光譜回應來調諧幾乎任意量之頻率。因此，作為發射源，細線型(fine line)螢光源可由QD之激發所形成並得到其等之高產出螢光發射。針對使用QD作為濾光器，可獲得一可微調的透射回應。因此，可為容易的是建立包含數百個獨特且經微調光譜濾光器的光譜儀以建立寬頻帶光譜術透視。QD之又進一步的光譜攸關性事實上可起源於個別QD可具有結合至表面且使其螢光消光的分子。這些消光分子可經選擇及經設計以結合至分析物，而這麼做使消光分子與其正在消光的量子點解耦，導致用於分析物研究的靈敏螢光探測。

一項大致態樣包括形成一種生物醫學裝置，該生物醫學裝置包括一賦能元件，該賦能元件包括一第一電流收集器、一第二電流收集器、一陰極、一陽極及一電解質。該生物醫學裝置亦可包含一量子點光譜儀，該量子點光譜儀可包括一量子點光發射器、一光偵測器、及自該量子點光譜儀傳達資訊至一使用者之一構件。由該賦能元件供電給該量子點光譜儀。該生物醫學裝置亦可包括一插件裝置。此插件裝置可含有該賦能元件及該量子點光譜儀。該插件裝置建立一囊封，使該等賦能元件與此生物醫學裝置操作於其內之生物醫學環境隔離。

該生物醫學裝置可進一步包含一微流體泵。該微流體泵運作以在使用該量子點光譜儀進行分析時使一流體樣本接近或離開該量子點光譜儀。在一些實例中，該生物醫學裝置可係一眼用裝置。在一些實例中，該生物醫學裝置可係一隱形眼鏡。在一些實例中，該生物醫學裝置可係一電子藥丸。

實施方案可包括一種分析分析物之方法。該方法可包括製造一量子點光發射器於一生物醫學裝置中。同樣地，一 光偵測器可包括於一生物醫學裝置中。該方法可包括連接該量子點發射器及該光偵測器至一積體電路控制器，其中此控制器可能夠管理該量子點發射器及該光偵測器之功能。該方法可進一步包括自該量子點光發射器發射一窄波長帶。該方法可包括將所傳輸光子接收至該光偵測器中。在一些實施中，該方法可繼續進行，基於所接收光子之強度分析一分析物之吸光度。該生物醫學裝置可包含一賦能元件，該賦能元件包括一第一電流收集器、一第二電流收集器、一陰極、一陽極及一電解質，其中由該賦能元件供電給光譜儀。該方法可進一步包含在分析該分析物之前泵送一分析物樣本至量子點光譜儀通道中。在一些實施方案中，該方法可涉及其中該生物醫學裝置係一隱形眼鏡之實例。該方法亦可涉及其中該生物醫學裝置係一電子藥丸之實例。

一項大致態樣包括一種生物醫學裝置，其包含一賦能元件。該生物醫學裝置可包括一外部囊封邊界。該外部囊封邊界可包括一凹型腔室(reentrant cavity)，該凹型腔室建立一外部區域，該外部區域可大致上被該生物醫學裝置環繞、同時允許流體流入及流出該生物醫學裝置之環境。該生物醫學裝置之囊封層可允許在重要光譜帶中的光至行進穿過該等囊封層。凹型通道可加襯有光子發射器及偵測器。

在一些實施方案中，該生物醫學裝置可包括一量子點光發射器，該量子點光發射器經安裝以發射光穿過該腔室之側壁之一側、穿過該腔室之中介空間。該光可進一步前進穿過該腔室之該側壁之相對側或遠側。在其他側上可係安裝在該外部囊封邊界內之許多光偵測器。該生物醫學裝置亦可包括一射頻收發器及一類比轉數位轉換器。來自該光偵測器之一信號可由該類比轉數位轉換器轉換成可由該射頻收發器傳輸之一資料值。在一些 實例中，該生物醫學裝置可係一隱形眼鏡或一電子藥丸。在一電子藥丸之實例中，該藥丸亦可包含可控制以釋放藥物之一釋放機構。該偵測器可形成用於該裝置之一回饋環路，且因此可調整由該藥丸施配之藥物量。

在一生物醫學裝置包含一QD光譜儀之一些實例中，在該光偵測器處接收之該信號可轉換成一數位信號且傳達至一外部接收器。此外部接收器可包括一處理器，該處理器可執行計算一分析物之一濃度的一演算法，並且接著判定藥物中之附隨物質釋放係所欲。該外部接收器可傳輸資料及控制信號至該生物醫學裝置。

實施方案可包括一種生物醫學裝置，該生物醫學裝置包括一賦能元件。該生物醫學裝置亦可包括一外部囊封邊界，其中該邊界之至少一部分包含一受電控制細孔。該細孔可操作以允許一流體樣本自一外部區域行進至該生物醫學裝置中。該生物醫學裝置亦可包括可混合流體樣本與試劑的一微流體處理晶片。在該微流體處理晶片中的試劑可包括分析物特定之染料。該生物醫學裝置可包括一量子點光發射器，該量子點光發射器可發射光穿過該微流體處理晶片之一部分。該裝置亦可包括一光偵測器，該光偵測器安裝在該微流體處理晶片之一遠端位置上。該裝置亦可包括一射頻收發器。實施方案亦可包括一類比轉數位轉換器，其中來自該光偵測器之一信號可轉換成由該射頻收發器在該生物醫學裝置外部傳輸之一數位資料值。這些實例可包括生物醫學裝置，該等生物醫學裝置係隱形眼鏡、電子藥丸及能夠基於在該光偵測器處所接收之該信號而釋放藥物之電子藥丸。

一項大致態樣包括作為一電子藥丸之一生物醫學裝置，其中該電子藥丸包括可控制以釋放一量子點染料至該腔室 中的一釋放機構，其中該染料與分析物分子反應且允許該量子光發射器激發該量子點染料以發射光。該生物醫學裝置亦包括：一賦能元件；一外部囊封邊界，其中該邊界之至少一部分包括一受電控制細孔，該細孔操作以允許一流體樣本自一外部區域行進至該生物醫學裝置中；一微流體處理晶片，其操作以混合該流體樣本與包括一分析物特定之染料的一試劑；一量子點光發射器，其經安裝以發射光穿過該微流體處理晶片之一部分；一光偵測器，其安裝在遠離該量子點光發射器的該微流體處理晶片之一遠側上，其中由該量子點光發射器發射的光前進穿過該微流體處理晶片之一頂部表面、穿過該微流體處理晶片之一樣本分析區域、穿過該微流體處理晶片之一底部表面且至該光偵測器中；一射頻收發器；及一類比轉數位轉換器，其中來自該光偵測器之一信號轉換成被傳輸之一數位資料值。該電子藥丸可控制其藥物之釋放。可由一控制器調整該藥物之釋放，該控制器回應於接收到經轉換之數位資料值而動作。

在一些實例中，該生物醫學裝置可包含一部分，該部分可控制以釋放一量子點染料至該微流體處理晶片中。該染料可與分析物分子反應且該反應可允許該量子點光發射器激發該等量子點，而無需有消光分子存在，消光分子會壓制來自該等量子點之特有發射。

100‧‧‧媒介插件

105‧‧‧電子組件

110‧‧‧賦能元件

111‧‧‧基材

114‧‧‧互連

115‧‧‧基材

120‧‧‧光學區

125‧‧‧互連特徵

130‧‧‧互連特徵

150‧‧‧眼用裝置

155‧‧‧周緣

210‧‧‧第一QD濾光器

220‧‧‧第二QD濾光器

230‧‧‧頻帶

240‧‧‧光譜

250‧‧‧透射光譜

300‧‧‧控制器

310‧‧‧處理器

320‧‧‧通訊裝置

330‧‧‧儲存裝置

340‧‧‧軟體程式；程式

350‧‧‧資料庫

360‧‧‧資料庫

410‧‧‧量子點光譜儀系統

415‧‧‧技術層；層

420‧‧‧電力管理單元

425‧‧‧互連層

430‧‧‧薄膜電池；電池

435‧‧‧天線層

440‧‧‧具有受控制特性之供應電壓源

445‧‧‧收發器

450‧‧‧控制組件

455‧‧‧整合式被動裝置

500‧‧‧眼用插件

510‧‧‧控制電路系統；電子電路系統

520‧‧‧外邊界

530‧‧‧電池電源；賦能元件

535‧‧‧內邊界

540‧‧‧折片

550‧‧‧寬帶QD光譜儀系統

560‧‧‧互連特徵

600‧‧‧多件式環形插件；多件式環形型態插件；環形插件

620‧‧‧外圍

630‧‧‧內環邊緣

640‧‧‧賦能元件

645‧‧‧互連特徵

650‧‧‧電子電路元件

690‧‧‧多件式環形型態插件之第一放大部分剖面圖示

691‧‧‧前插入件

692‧‧‧後插入件

693‧‧‧積體電路元件

695‧‧‧多件式環形型態插件之第二放大部分剖面圖示

696‧‧‧間隙或細孔

698‧‧‧組件

700‧‧‧微流體分析系統

705‧‧‧分析腔室；腔室

710‧‧‧電極

720‧‧‧互連

730‧‧‧啟動或驅動組件

731‧‧‧腔穴

735‧‧‧管部

740‧‧‧控制電路系統

750‧‧‧控制元件

760‧‧‧泵送機構；泵送元件；泵元件

770‧‧‧通道

800‧‧‧微流體分析系統

810‧‧‧最後位置電極連接部

820‧‧‧電互連件

830‧‧‧第一位置電極

840‧‧‧泵通道

850‧‧‧微通道

860‧‧‧電極；位置電極

861‧‧‧電極；位置電極

862‧‧‧電極；位置電極

863‧‧‧電極；位置電極

870‧‧‧分析物感測器；感測元件

880‧‧‧流體

890‧‧‧微通道

900‧‧‧微流體分析系統組件

910‧‧‧電極

920‧‧‧微通道

930‧‧‧廢棄物或流體保留導管

940‧‧‧細孔

945‧‧‧細孔控制元件

1000‧‧‧泵送機構

1010‧‧‧實驗室晶片組件

1011‧‧‧通道

1015‧‧‧微通道

1016‧‧‧電極

1020‧‧‧電子電路

1030‧‧‧泵致動器

1040‧‧‧互連

1050‧‧‧細孔

1055‧‧‧細孔控制系統

1060‧‧‧泵

1100‧‧‧生物醫學裝置

1102‧‧‧通道

1110‧‧‧量子點(QD)發射器

1112‧‧‧QD發射器控制器

1120‧‧‧QD接收器

1122‧‧‧QD偵測器感測器

1130‧‧‧樣本

1131‧‧‧新地點

1150‧‧‧藥物

1160‧‧‧細孔

1170‧‧‧控制器

1210‧‧‧量子點

1211‧‧‧消光分子

1220‧‧‧混合

1221‧‧‧含有分析物之樣本

1230‧‧‧複合

1231‧‧‧複合物

1240‧‧‧使消光分子與量子點解耦

1241‧‧‧游離分析物/消光分子

1300‧‧‧步驟

1310‧‧‧步驟

1320‧‧‧步驟

1330‧‧‧步驟

1340‧‧‧步驟

1350‧‧‧步驟

1360‧‧‧步驟

1370‧‧‧步驟

1380‧‧‧步驟

1390‧‧‧步驟

1401‧‧‧步驟

1405‧‧‧步驟

1410‧‧‧步驟

1415‧‧‧步驟

1420‧‧‧步驟

1425‧‧‧步驟

1430‧‧‧步驟

1435‧‧‧步驟

1440‧‧‧步驟

1445‧‧‧步驟

1450‧‧‧步驟

1455‧‧‧步驟

1501‧‧‧步驟

1505‧‧‧步驟

1510‧‧‧步驟

1515‧‧‧步驟

1520‧‧‧步驟

1525‧‧‧步驟

Trans‧‧‧透射

從以下對本發明較佳實施例之更詳細說明中，如附圖所繪示，將更清楚明白本發明之前述及其他特徵與優勢。

圖1A至圖1B繪示與隱形眼鏡之例示性應用合作之生物可相容性賦能元件的例示性態樣。

圖2繪示如何可使用以量子點為基礎之濾光器來分析一光譜帶。

圖3繪示一可用於實施本發明之一些實施例的處理器。

圖4繪示用於一生物醫學裝置的一例示性功能結構模型，該生物醫學裝置用於一量子點光譜儀。

圖5繪示一例示性量子點光譜儀裝置。

圖6A繪示一例示性多件式環形型態插件的俯視圖。

圖6B繪示圖6A之例示性多件式環形型態插件之第一放大部分剖面圖示。

圖6C繪示圖6A之例示性多件式環形型態插件之第二放大部分剖面圖示。

圖7繪示量子點光譜儀系統的一放大部分剖面俯視圖，其中具有一例示性泵送機構以及採樣區域與控制組件。

圖8繪示一例示性量子點光譜儀系統的部分剖面俯視圖，其中一流體樣本流動穿過該微流體分析組件。

圖9繪示具有一廢棄物儲存元件之一例示性量子點光譜儀系統的剖面俯視圖。

圖10繪示使用一晶片上實驗室(lab on a chip)組件之一量子點光譜儀系統之一例示性泵送機構的剖面俯視圖。

圖11A至圖11C繪示在一生物醫學裝置中之一例示性量子點光譜儀。

圖12繪示一例示性以量子點為基礎之螢光染料。

圖13繪示用於藉由以量子點為基礎之光譜術偵測樣本分析物之一例示性流程圖。

圖14繪示根據本揭露態樣的例示性方法步驟，其可用於監測配戴該眼用鏡片的一使用者的分析物位準。

圖15繪示根據本揭露態樣的例示性方法步驟，其可用於處理配戴該眼用鏡片的使用者的葡萄糖位準。

本申請案中揭示利用量子點作為可在生物醫學裝置中使用的發射源、濾光器及染料之光譜術。在下列段落中，敘述各種實例之詳細說明。說明僅為例示性實施例，且所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解各種修改及變更。因此，實例並未限制本申請案之範圍。用於在生物醫學裝置中使用之以量子點為基礎之光譜儀，及含有以量子點為基礎之光譜儀的結構，可經設計以用於在諸如眼用鏡片及電子藥丸等裝置中使用。在一些實例中，利用用於在生物醫學裝置中使用之量子點的光譜術方法可經設計，以在活機體(living organism)之內或近接處使用。

名詞解釋

在說明和以下的申請專利範圍中，可被使用的各式用語將應用如下定義：

本文中使用的「陽極(anode)」係指電流通過而流入偏振電子裝置的電極。電流的方向通常與電子流的方向相反。換句話說，電子從陽極流入例如電路。

本文中使用的「黏結劑(binder)」係指能夠對機械變形展現彈性回應並與其他的賦能元件組件化學性相容的聚合 物。例如，黏結劑可包括電活性材料、電解質、聚合物，及類似物。

本文中使用的「生物可相容性(biocompatible)」係指在特定的應用中以適宜的宿主回應而執行的材料或裝置。例如，生物可相容性裝置對生物系統不具毒性或有害影響。

本文中使用的「陰極(cathode)」係指電流通過而流出偏振電裝置的電極。電流的方向通常與電子流的方向相反。因此，電子流入偏振電裝置的陰極並從例如連接的電路流出。

本文中使用的「塗層(coating)」係指處於薄形式的材料沉積物。在一些使用中，該用語將指稱大致上覆蓋基材表面的薄沉積物，該薄沉積物係形成於該基材上。在其他更專用的用途中，該用語可被用於描述在較小表面區域中的小型薄沉積物。

本文中使用的「電極(electrode)」可以指稱能量源中的有效質量。例如，其可包括陽極和陰極中之一者或兩者。

本文中使用的「賦能的(energized)」係指能夠供應電流或儲存電能於其中之狀態。

本文中使用的「能量(energy)」係指物理系統作工之能力。賦能元件的許多使用可能與能夠執行電行為的能力有關。

本文中使用的「能量源(energy source)」或「賦能元件(energization element)」或「賦能裝置(energization device)」係指任何能夠供能或使邏輯或電裝置處於賦能狀態的裝置或層。賦能元件可以包括電池。電池可以由鹼性類型電池化學所形成且可以是固態電池或濕電池。

本文中使用的「填料(filler)」係指一或更多個不與酸性或鹼性電解質反應的賦能元件分隔件。一般來說，填料可以 包括基本上不溶於水的材料，例如碳黑；煤塵；石墨；金屬氧化物和氫氧化物，例如矽、鋁、鈣、鎂、鋇、鈦、鐵、鋅及錫之氧化物和氫氧化物；金屬碳酸鹽，例如鈣和鎂之碳酸鹽；諸如雲母、蒙脫石、高嶺石、綠坡縷石及滑石等材料；合成的和天然的沸石，例如卜特蘭水泥；沉澱的金屬矽酸鹽，例如矽酸鈣；中空或實心的聚合物或玻璃微球、薄片及纖維；及類似者。

本文所使用的「功能化(functionalized)」係指使一層或裝置能夠執行一功能，包括例如賦能、啟動及/或控制。

如本文所用的「電離鹽(ionizing salt)」是指將在溶劑中溶解以在溶液中產生溶解的離子的離子固體。在許多實例中，溶劑可包含水。

本文所使用的「模具(mold)」係指可用來使未固化配方形成三維物體的剛性或半剛性物體。一些例示性模具包括兩個模具部件，當兩個模具部件彼此相對時界定出一三維物體的結構。

本文所使用的「功率(power)」係指每單位時間所作的功或傳遞之能量。

本文所使用的「可再充電(rechargeable)」或「可再賦能(re-energizable)」係指恢復至可作工之更高容量狀態的能力。許多用法可係關於被回復至能夠使電流在某些重建期間內以某一速率流動之能力。

本文中使用的「再賦能(reenergize)」或「再充電(recharge)」係指回復到具有較高作功能力的狀態。許多用法可係關於使一裝置回復至具有使電流在某一重建期間內以某一速率流動之能力。

本文中所使用的「釋離(released)」且有時稱為「從模具釋離(released from a mold)」意指一三維物體已自模具完全分離，或僅鬆弛地附著於模具使得稍微搖動即可被移除。

本文所使用的「堆疊的(stacked)」意指將至少兩個組件層彼此緊鄰放置，而使該些層之其中一者的一個表面之至少一部分接觸一第二層之一第一表面。在一些實例中，無論是用於黏著或其他的功能，一塗層可以位在彼此通過該塗層接觸的兩個層之間。

本文中使用的「跡線(traces)」係指能夠將電路組件連接在一起的賦能元件組件。例如，當基材是印刷電路板時，電路跡線可包括銅或金，且在一撓性電路中一般可為銅、金或印刷膜。一種特殊類型「跡線」係電流收集器(current collector)。電流收集器係具有電化學相容性的跡線，其電化學相容性使得電流收集器適於在電解質存在時用於傳導電子往返於陽極或陰極。

本文中所提出的方法與設備係關於形成用於包括於平坦或三維生物可相容性裝置內或上的生物可相容性賦能元件。一種特定類別之賦能元件可係以層製造之電池。該等層亦可分類為疊層式層。以此方式形成的電池可被分類為層狀電池。

可有其他實例說明如何根據本發明組裝及組態電池，且一些實例可在下列段落中說明。然而，對許多這些實例而言，電池有其本身可具有之選定的參數及特性。在下列段落中，將聚焦在一些特性及參數上。

生物醫學裝置新近出現的發展(包括例如眼用鏡片)實現可被賦能的功能性生物醫學裝置。經賦能生物醫學裝置可包含使用內嵌式微電子元件收集及分析使用者分之析物的必要元件。使用微電子元件之額外功能性可包括例如對使用者的音 訊、視覺及觸覺回饋。在一些實施例中，用於在生物醫學裝置中使用之該等量子點光譜儀可與一或多個無線裝置無線通訊並接收信號資料，可實時使用信號資料以用於判定一異常分析物濃度及相關原因。無線裝置可例如包括智慧型手機裝置、平板電腦、個人電腦、FOB、MP3播放器、PDA及其他相似的裝置。

經賦能眼用裝置

請參考圖1A，繪示用於一經賦能眼用裝置之一媒介插件100之一例示性實施例及一相對應之經賦能眼用裝置150(圖1B)，以提供可支援以量子點為基礎之光譜術之操作的一經賦能生物醫學裝置結構之一實例。媒介插件100可包含一光學區120，其可具有或不具有提供視力矯正的功能。當該眼用裝置之經賦能功能與視力無關時，該媒介插件之光學區120可不含材料。在一些例示性實施例中，媒介插件可包括非位於光學區120之中的一部分，其包含併入有賦能元件110(電源)及電子組件105(諸如一光譜儀)的基材115。賦能元件110可連接至一電路元件，該電路元件可具有其自身的基材111，互連特徵125可定位在基材111上。可為積體電路形式之電路可電氣且實體地連接至基材111以及其互連特徵125。賦能元件110可具有自己的互連特徵，以將元件接合在一起，如可描繪在互連114之區域下方者。

在一些例示性實施例中，一電源或賦能元件110(例如電池)及一負載可被附接至基材115，該負載係諸如電子組件105(例如一光譜儀)。稱為互連特徵125及130之導電跡線可與電子組件105及賦能元件110電互連。媒介插件100可經完全封裝以保護及容納賦能元件110、互連特徵125、及電子組 件105(例如光譜儀)。在一些例示性實施例中，囊封材料可為半透性的，以例如防止特定物質(例如水)進入媒介插件，並允許特定物質(例如周圍氣體或賦能元件內之反應副產物)穿過媒介插件或由媒介插件逸出。

在一些例示性實施例中，如圖1B中所描繪，媒介插件100可被包括在可包含一聚合生物可相容性材料的一眼用裝置150中。眼用裝置150可包含剛性中心、軟性裙件設計，其中心剛性光學元件包括媒介插件100。在一些特定實施例中，媒介插件100可在各自前表面及後表面上直接接觸大氣及角膜表面，或替代地，媒介插件100可囊封於眼用裝置150中。眼用裝置150或鏡片之周緣155可係一軟性裙件材料，包括(例如)一水凝膠材料。媒介插件100及眼用裝置150之基礎結構可提供用於多種實施例之一環境，該多種實施例涉及使用以量子點為基礎之分析元件進行流體樣本處理，同時隔離內部組件與環繞該插件之生物醫學環境。

用於分析物分析之以螢光為基礎之探針元件

使用以螢光為基礎之分析技術可偵測及分析多種類型之分析物。這些技術之一子集合(subset)涉及來自分析物本身之直接螢光發射。一組更通用之技術係關於螢光探針，螢光探針具有結合至分析物分子之成分，且此結合改變螢光訊跡(fluorescence signature)。例如於螢光共振能量轉移(FRET)中，探針經組態為具有兩個螢光團之組合，該等螢光團可化學附接至交互作用蛋白質。螢光團彼此之距離會影響自其發出螢光信號之效率。

螢光團之一者可吸收一激發照射信號並且可在其他螢光團中共振轉移該激發至電子狀態。分析物與該經附接之交互作用蛋白質之結合可能會干擾幾何，並造成來自該螢光團對之螢光發射的變化。結合部位可經基因編程至交互作用蛋白質之中，例如對葡萄糖敏感之結合部位可經編程。於一些案例中，所形成之部位可能對所欲樣本之組織間液中的其他組分較不敏感或完全不敏感。

分析物與FRET探針之結合可產生一對葡萄糖濃度敏感之螢光信號。在一些例示性實施例中，以FRET為基礎之探針可對低至10uM濃度的葡萄糖敏感並且可對高達數百微莫耳濃度敏感。多種FRET探針可經基因設計及形成。所產生之探針可經組態為可協助一使用者之組織間液分析之結構。在一些例示性實施例中，探針可被置放於可被組織間液及其成分滲透之材料基質之內，例如FRET探針可被組裝於水凝膠結構內。在一些例示性實施例中，這些水凝膠探針可被包括於眼用隱形眼鏡之以水凝膠為基礎的處理中，其包括之方式使得當配戴於眼睛上時探針可駐存在於浸沒於淚液中之水凝膠囊封中。在其他例示性實施例中，探針可被插入緊臨鞏膜上之眼部組織。一包含螢光發射性分析物敏感探針之水凝膠基質可被置放於與含有分析物之體液接觸之多個位置。

於本發明提供之實例中，螢光探針可與靠近鞏膜之眼部區域的組織間液接觸。在這些探針以侵入性埋入之情況中，一感測裝置可自眼睛外部位置(例如自眼用鏡片或拿至接近眼睛位置之手持式裝置)提供入射至螢光探針之輻射信號。

在其他例示性實施例中，探針可被埋入一眼用鏡片內而接近一螢光感測裝置，該螢光感測裝置亦被埋入眼用鏡片 之內。在一些例示性實施例中，一水凝膠裙件可囊封具有螢光偵測器之眼用插件以及以FRET為基礎之分析物探針。

量子點光譜儀

小光譜儀裝置可顯著輔助建立具備測量及控制使用者之各種分析物之濃度之能力的生物醫學裝置。例如，葡萄糖計量可用以控制在使用各種種類醫療治療後患者中材料之變化。目前的微光譜儀設計大多數使用干涉濾光器及干涉式光學器件以測量含有吸收光之材料之混合物的光譜回應。在一些實例中，可藉由建立由量子點所構成的一陣列而形成光譜儀。基於量子點陣列的一光譜儀可基於波長多工原理來測量一光譜。當多個光譜帶經編碼且分別使用一個濾光器元件及一個偵測器元件予以同時偵測時，可達成波長多工原理。該陣列格式可允許使用不同濾光器搭配不同編碼有效率重複程序多次，使得獲得充分資訊以實現目標光譜之運算重新建構。可藉由考量諸如在CCD攝影機中所見的一光偵測器陣列來闡釋一實例。感光裝置陣列可實用於量化抵達CCD陣列中各特定偵測器元件的光量。在寬頻帶光譜儀中，部署複數個(有時候數百個)以量子點為基礎之濾光器元件，使得各濾光器允許光自某些光譜區域傳遞至一個或少數個CCD元件。數百個此類濾光器之一陣列經佈置使得行進穿過一樣本的一照明光可繼續行進通過QD濾光器陣列且繼續至QD濾光器之一各別組CCD元件上。同時收集經光譜編碼之資料可允許迅速分析一樣本。

可藉由使用環繞一窄頻帶的較小數目個QD濾光器來形成窄頻帶光譜分析實例。在圖2中，繪示如何可藉由兩個 濾光器之組合而觀測光譜帶之圖解。亦可清楚的是，數百個濾光器之陣列可設想為相似於圖2重複許多次之概念。

在圖2中，一第一QD濾光器210可具有一相關聯之光譜透射回應，如「Trans」(透射)所繪示及指示。一第二QD濾光器220可具有與包括在該濾光器中之該等量子點之一不同本質相關聯的一位移相關聯之光譜透射，例如220之QD濾光器中的QD可具有較大直徑。所有波長之光(白光)之平照射之差異曲線可起因於吸收差異，吸收差異起因於橫穿濾光器220之光及橫穿濾光器210之光。因此，照射穿過這兩個濾光器的效應在於，差異曲線將指示所描繪之頻帶230中的光譜回應。當一分析物被引入至光譜儀之光路徑中時，其中該分析物具有在UV/可見光譜中之吸收頻帶且可能具有在紅外光中之吸收頻帶，結果將係修改在彼光譜帶中之光之透射，如由光譜240所示。自230至240之差異導致該分析物之一透射光譜250在由該兩個量子點濾光器界定之區域中。因此，可藉由小數目個濾光器獲得一窄光譜回應。在一些實例中，可運用相同光譜區域之不同濾光器類型的冗餘覆蓋，以改進光譜結果之信噪比特性。

基於QD之吸收濾光器可包括在其表面具有消光分子之QD。這些分子在吸收適當之頻率範圍的能量後可使QD停止發射光。更大致而言，QD濾光器可由具有小於主體激子波耳半徑(bulk exciton Bohr radius)之半徑之奈米晶體所形成，其導致電子電荷之量子侷限。晶體之大小與奈米晶體的受限能量狀態相關，且大致上而言降低晶體大小具有較強侷限之效應。此較強侷限影響量子點中的電子狀態且導致增加的有效帶隙，其導致光學吸收及螢光發射兩者位移至藍色波長。已有針對多種量子點界定的許多光譜有限之來源，這些量子點可購得或可製造且可併 入至生物醫學裝置中作為濾光器。藉由部署稍微修改的QD，諸如藉由變更QD之大小、形狀及組成物，在自深紫外光至中紅外光範圍之波長內連續地且精細地微調吸收光譜係可實行的。QD亦可印刷成非常精細圖案。

電氣系統及運算系統圖解

現請參照圖3，繪示可用以實施本揭露之一些態樣之一處理器的示意圖。控制器300可包括一或多個處理器310，該一或多個處理器310可包括耦合至一通訊裝置320之一或多個處理器組件。在一些實施例中，一控制器300可用以傳輸能量至置於裝置中的能量來源。

處理器310可耦合至一通訊裝置320，通訊裝置320經組態以經由一通訊通道傳達能量。例如，通訊裝置320可用以依電子方式與在該媒介插件內之組件通訊。通訊裝置320亦可用於(例如)與一或多個控制器設備或程式化/介面裝置組件進行通訊。

處理器310亦與儲存裝置330通訊。儲存裝置330可包含任何適當之資訊儲存裝置，包括磁性儲存裝置、光學儲存裝置、及/或半導體記憶體裝置(如隨機存取記憶體(RAM)裝置及唯讀記憶體(ROM)裝置)之組合。

儲存裝置330可儲存一用於控制處理器310之程式340。處理器310執行軟體程式340之指令，並藉此依據本發明進行操作。例如，處理器310可接收描述媒介插件置放、裝置之主動目標區的資訊。儲存裝置330亦可儲存其他預先判定之生物特徵相關的資料於一或多個資料庫350及360中。資料庫可包括(例如)：預先判定之視網膜區，該等視網膜區根據與視網膜 血管形成相關之異常狀況或心節律而表現出變化；標準測量臨限；計量資料；及用於系統、往返於媒介插件之能量流動、通訊協定、及類似者之特定控制序列。資料庫亦可包括參數及控制演算法用於控制以生物特徵為基礎之監測系統(該監測系統可駐存於裝置中)，以及控制可起因於其動作的資料及/或回饋。在一些實施例中，該資料可最終傳達至/自一外部接收無線裝置。

在一些實施例中，根據本揭露之態樣，可包括單一及/或多個離散電子裝置作為離散晶片。在其他實施例中，經賦能電子元件可依堆疊整合式組件之形式包括在一媒介插件中。現請參照圖4，其描繪實施一量子點光譜儀系統410之一堆疊型晶粒整合式組件的例示性截面的示意圖。量子點光譜儀可係例如一葡萄糖監測器、一視網膜血管形成監測器、一視覺掃描監測器、或實用於提供關於使用者之光譜光度測量(spectrophometric)資訊的任何其他類型系統。具體而言，一媒介插件可包括許多不同類型之層，該等層囊封成與該等層將佔用之環境一致的輪廓。在一些實施例中，這些具有堆疊整合式組件層的媒介插件可採取媒介插件之整體形狀。替代地，在一些情況中，媒介插件可佔用在整體形狀內之體積之僅一部分。

如圖4所示，可有用以提供賦能的薄膜電池430。在一些實施例中，這些薄膜電池430可包含可彼此堆疊之層之一或多者連同在該等層中的多個組件及其等之間之互連。為了例示性目的，電池430描繪為薄膜電池，可有與本文之實施例一致的許多其他賦能元件，包括在堆疊及非堆疊實施例兩者中的操作。舉一非限制性替代實例，具有多個腔室的以腔室為基礎之層壓形式電池之表現可同等於或類似於所描繪之薄膜電池。

在一些實施例中，彼此堆疊的兩個層之間可有額外互連。在目前最佳技術中，可有製作這些互連的許多方式；然而，如所示範者，可透過層之間的焊球互連製作互連。在一些實施例中，可僅需要這些連接；然而，在其他情況下，焊球可接觸其他互連元件，例如，與具有層穿孔之組件接觸。

於該堆疊整合式組件媒介插件的其他層中，可有一層425專門用於該等互連層中各種組件中兩者或多者的互連。互連層425可含有可自多種組件傳送信號至其他組件的導通孔及路由線。例如，互連層425可提供至一電力管理單元420的各種電池元件連接，電力管理單元420可存在於一技術層415中。電力管理單元420可具有電路系統，專用於具有受控制特性之供應電壓源440。技術層415中的其他組件可包括(例如)一收發器445、控制組件450及類似者。此外，互連層425可起作用以建立介於技術層415中之組件之間之連接以及技術層415外部之組件之間之連接；其可存在於例如整合式被動裝置455中。可有許多路由電信號之方式，可藉由專門互連層(諸如互連層425)之存在而支援這些路由電信號之方式。

在一些實施例中，技術層415如同其他層組件，可被包括作為多個層，因為此等特徵代表可被包括於媒介插件中之技術選項之多樣變化。在一些實施例中，該等層之一者可包括CMOS技術、BiCMOS技術、雙極技術、或以記憶體為基礎之技術，而其他層可包括一不同技術。替代地，該兩個層可代表在同一總體系列內之不同技術系列；例如，一層可包括使用0.5微米CMOS技術生產之電子元件，及另一層可包括使用20奈米CMOS技術生產之元件。可為顯而易見的是，各種電子技術類型之許多其他組合將在本文描述之所屬技術內一致。

在一些實施例中，媒介插件可包括用於與該插件外部組件電互連的位置。然而，在其他實例中，媒介插件亦可以無線方式互連至外部組件。在此類情況中，在一天線層435中使用天線可提供無線通訊之例示性方式。在許多例子中，此天線層435可位於(例如)媒介插件內堆疊整合式組件裝置的頂部或底部。

在本文所述實施例之一些中，可包括賦能元件(諸如電池430)作為堆疊層本身之至少一者中的元件。亦可注意的是，其中電池元件430位於堆疊整合式組件層外部之其他實施例係可實行的。可自以下事實衍生出實施例之進一步變化：媒介插件內亦可具有個別電池或其他賦能組件，或替代地此等個別賦能組件亦可位於媒介插件的外部。在這些實例中，功能可描繪為用於含有堆疊整合式組件，可清楚的是，功能元件亦可併入至生物醫學裝置中，其併入方式使得不涉及堆疊組件並且仍然能夠執行關於本文中之實施例之功能。

亦可依一堆疊整合式組件架構包括量子點光譜儀系統410之組件。在一些實施例中，量子點光譜儀系統410組件可經附接作為一層之一部分。在其他實施例中，整個量子點光譜儀系統410亦可包含如其他堆疊型整合式組件之一相似地定形狀的組件。在一些替代實例中，可不堆疊組件，而是將組件佈置在眼用裝置或其他生物醫學裝置之周邊區域，其中組件之一般功能性互相作用可同等地起作用，然而，穿過整個電路的信號及電力之路由可不同。

當在一生物醫學裝置中建構一量子點光譜儀系統410時，大小可係一總體因子(integral factor)。量子點發射器可依相似於形成發光二極體之方式予以塑造。材料之層可環繞該等 量子點以建立含該等量子點之發光二極體。有機層可作為進入該量子點層中之電子供體及電洞供體。在一非限制性實例中，QD可夾在電子輸送層與電洞輸送層之間。施加電位至經連接至電子輸送層及電洞輸送層之間的電極而激發QD成為依QD之波長帶特性的光激發光。舉非限制性實例，電子輸送層及電洞輸送層之實例可包括：參-(8-羥基喹啉)鋁；浴銅靈；4,4’-N,N’-二咔唑基聯苯；聚(2-(6-氰基-6’-甲基庚氧基)-1,4-伸苯)；聚[(9,9-二已基茀基-2,7-二基)-共(1,4-{苯并基-[2,1’,3]噻二唑})]；聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-伸苯基伸乙烯]；4,4雙[N-(1-萘基)-N-苯胺基]聯苯；2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4【口+咢】二唑；聚~3,4-伸乙基二氧噻吩；聚(9,9’-二辛基茀-共-N-(4-丁基苯基)二苯基胺；全氟-環丁烷；聚(伸苯基伸乙烯)；3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-三級丁基苯基-1,2,4-三唑；聚[(9,9-二辛基茀基-2,70二基)-共-(4-4’-(N-(4-二級丁基苯基))二苯胺)]；1,3,5-參(N-苯基苯并咪唑-2-基)-苯；及N,N’-二苯基-N,N’-雙(3-甲基苯基)-(1,1’-聯苯)-4,4’-二胺。

一旦藉由一電流(諸如來自電力管理單元420)激發，該量子點層可自量子點光譜儀系統410發射一經設計之指定波長的光。所發射光可與一外部環境交互作用，或與該環境中的一或多個特定樣本交互作用，其中該或該等樣本可吸收一定波長之所發射光。接著，該量子點光譜儀可在量子點光譜儀系統410內之一量子點偵測器(請參閱圖11A之例示性實施例)中接收已透射穿過該或該等樣本的剩餘光。

同樣地，毫米或奈米大小之量子點偵測器可實施在一量子點光譜儀系統410中(亦參見圖11A中之1120)。電流量子點偵測器可依賴電荷耦合裝置(CCD)；然而，CCD目前未提 供毫米或奈米大小之量子點光譜儀所需的大小等級。反而，可使用較小光二極體陣列來達成大小需求。光二極體係將光轉換成能量之半導體裝置。可透過光微影構件來建構毫米或奈米大小之光二極體。

生物標記/分析化學

一般而言，生物標記(biomarker或biological marker)係指一些生物狀態或條件之可測量指標。偶爾，用語「生物標記」亦用來指物質，該物質之存在指示活機體之存在。進一步，已知的是生命形式使獨特化學物(包括DNA)脫落至環境中，作為存在於特定地點的證據。生物標記時常被測量及評估以審查正常生物程序、致病程序或對治療性介入(therapeutic intervention)的藥理回應。總體來看，這些生物標記可顯露對預防及治療疾病以及維護健康及健全至關重要的大量資訊。

可利用經組態以分析生物標記之生物醫學裝置，以迅速且精確地顯露某人的正常人體機能，並評定該人是否維持健康生活型態，或是否需要變更生活型態以避免身體不適或生病。生物醫學裝置可經組態以讀取及分析蛋白質、細菌、病毒、溫度變化、pH變化、代謝物、電解質，及診斷醫療及分析化學中使用的其他此類分析物。

含量子點光譜儀之眼用插件裝置及其他生物醫學裝置

參考圖5，示範一眼用插件500，眼用插件500包括可形成一例示性量子點(QD)光譜儀系統。所示範之眼用插件顯示為一例示性環形形式，其具有內邊界535及外邊界520。除了賦能元件(諸如電池電源530)、控制電路系統510、及互連特徵 560之外，可另有一寬頻帶QD光譜儀系統550，在某些例示性實施例中，該寬頻帶QD光譜儀系統可定位於折片540(flap)上。折片540可被連接至插件500或作為其完整、一體成形之延伸部。當配戴一包含QD偵測器之眼用裝置時，折片540可適當定位寬頻帶QD光譜儀系統550。折片540可允許寬頻帶QD光譜儀系統550與使用者眼睛離開光學區之部分重疊。該寬頻帶QD光譜儀系統550可能夠判定分析物於流體樣本中之存在或濃度。

對於一寬頻帶QD光譜儀，一分析物樣本可暴露於可行進穿過不同QD濾光器之一陣列的一激發光源。此光源連同該濾光器陣列可位於分析系統之本體內。在一些例示性實施例中，光源可包含一或多個固態裝置(相似於發光二極體(LED))。經QD濾光之光源可照射穿過一樣本且可在一些組織層上反射回到一偵測器陣列。

互連特徵560之一電子控制匯流排可提供信號至一或多個光源並且傳回來自偵測器的信號。被供電之電子組件可提供信號及電力態樣。圖5之例示性實施例繪示一至電子電路系統510之電池電源530。在其他例示性實施例中，亦可透過無線方式(諸如射頻轉移或光電轉移)耦合能量以提供賦能至電子電路系統。

偵測方法-微流體系統

可利用一微流體系統以自一外部環境提取樣本至生物醫學裝置中，以便在由插入件所界定的一內部區域內以更受控制的方式分析樣本。現請參照圖6A，圖中繪示一例示性多件式環形插件600的俯視圖。如圖所示，該例示性多件式環形插件 600可為一材料環其環繞不含材料的中央光學區。此外，藉由一外圍620與一內環邊緣630可界定該環形插件600。於該外圍620以及該內環邊緣630之間可包括賦能元件640、不同類型互連特徵645及/或一電子電路元件650。

現請參照圖6B，圖中繪示圖6A之例示性多件式環形型態插件600之第一放大部分剖面圖示690。該剖面690說明該環形插件600為一具有一前插入件691與一後插入件692之組合。如圖所示，在一些實施例中，該前插入件691以及該後插入件692可相接並密封在一起。在不同實施例中，可實施其他結構性特徵以及方法以將部件兩者結合在一起。亦顯示在一封裝位置中可係連接至互連元件之一積體電路元件693。

現請參照圖6C，圖中繪示圖6A之例示性多件式環形型態插件600之第二放大部分剖面圖示695。具體而言，在其他段落/實施例中，可找到一種不同類型架構，如剖面695所繪示。如所示，可觀察到使得可存在一間隙或細孔696，該間隙或細孔經形成為允許該環形插件600之內部的一些部分能有開口通到一外部環境。可能有許多組件698，其可連接到此開口，並可被封裝於該環形插件600之內。據此，允許位於該環形插件600之內的組件698與在其等之外在環境中之流體及/或氣體進行可控制界接之能力，在一些實施例中，可使得能夠在眼用裝置中併入QD光譜儀元件。

現請參照圖7，圖中繪示一微流體分析系統700的一剖面俯視圖，其繪示有一例示性泵送機構760以及採樣區域與控制組件。如所示，在一些實施例中，控制電路系統740可透過互連720電連接至該微流體分析系統之組件。用於一細孔的一控制元件750(未圖示)可被包括，並用於連接該微流體分析系統 700至該插件外部的流體(未圖示)。關於該等細孔其不同設計之例示性態樣說明於以下段落中；然而，該細孔可將流體樣本從該插件環境的外部傳送至一泵送元件760。

在一些實施例中，泵送元件760可具有一啟動或驅動組件730，其可用於嚙合泵元件760。於一實例中，泵元件760可包含一撓性與可折疊隔膜，其可藉由在隔膜上施加壓力被啟動。有眾多方式可於隔膜上驅動施加壓力。例如，一流體可充滿一腔室731，並流經連接腔室731至泵送元件760的一管部735。據此，腔室731可包括允許施加壓力於其內所含流體的特徵。例如，壓電式組件可用於擴大施加電壓之量，從而對於所內含的流體施壓。在其他實施例中，熱壓材料可回應於一溫度變動，該溫度變動可係藉由施加電能於一加熱元件而進行控制。且於另一其他實施例中，介電濕潤(EWOD)組件可施壓於流體，該施壓係藉由施加電位時腔室731中之一表面的潤濕特性之一變動所達成。亦可有其他方法來驅動亦可直接嚙合在該泵元件760本身上的泵機構。進一步多樣化可係透過利用EWOD組件以影響該流體本身之流動，而不透過利用機械泵送的方式而衍生。

泵元件760可迫使流體流經一通道770以及接著進入微流體分析系統700之一分析腔室705。於以下說明中將進一步介紹於此等腔室705中之組件的細節，但簡單地說明該流體可流動穿過分析腔室705，並導致影響可為該等組件之部分的電極710。

現請參照圖8，圖中繪示一例示性微流體分析系統800的部分剖面俯視圖，其中一流體樣本流動穿過該微流體分析組件。由於環形系統的屬性，可觀察到該等組件係以曲線方式進行部署，而其中可有一曲線系統變化的許多細節包括，例如，電 極與腔室剖面的確切形狀。然而，在其他實施例中，線性分析系統可以三維方式形成以配合該眼部環境。再者，於額外實施例中，不論該分析腔室其系統屬性為何，該腔室所安置之整體基材可為曲線形狀使其可大約安置於一眼部球形表面上。該分析腔室的三維屬性細節可列於系統效能相關的模型設計因子中。然而為了詳細說明之目的，雖然此說明內容中宣告此等細微差別，但仍將藉由一線性微流體分析系統800之特徵的曲線化來說明一例示性實施例。展示一微通道850，其繪示於微流體分析系統800的部分中，該微通道用於接收及運送流體樣本。可例如藉由前述的泵送系統(例如圖7中的760)自一外部地點泵送這些流體樣本。例如，流體樣本可採樣自可環繞含有微流體分析系統800的隱形眼鏡之眼液。可例如沿著微通道提供一分析物感測器870。此分析物感測器870可能夠執行下列之一或多者：一電化學物分析步驟、一光度測量分析步驟或對流體樣本的其他分析步驟。在一些實例中，可在這些區域中執行QD光譜測定法。於一例示性實施例中，該分析步驟可係關於葡萄糖濃度之基於利用一或多個組件的螢光感測器類型的光度測量感測。於其他實例中，該感測器可偵測來自一葡萄糖氧化酶與分析物感測器870之部分以及該流體樣本之交互作用之反應產物之存在。可有許多的電互連820，該等電互連將感測元件870連接至控制電子元件。

流體可從一泵通道840流動進入微通道850。隨著該流體流動進入微通道850，其可能置換一特定區域中的其他流體，或於初始使用時可能置換該通道中的周圍氣體。在一流體流動時，可藉由包含電極860及861的一預感測器微通道部分以及包含電極862及863的一後感測器部分來感測流體。在一些實施例中，可使用電極(諸如860及861)之間之阻抗測量來感測材 料之流動。在其他實施例中，微通道850內存在一流體或駐留於微通道850中的兩種不同特性之流體間的一波前(front)存在時，會改變電極862及863之鏈的電阻。一流體880可在從微通道890之淨空區域流動穿過該微通道時被採樣。或者，在890處之微通道部分可能代表不同流體溶液，其可例如具有不同濃度電解質，且因而具有與一般淚液不同之導電性。

大致上而言，本發明實施例中可藉由施加一電壓於位置電極860至863間並測量所產生電流來測量其等間的阻抗或歐姆電阻。可於位置電極860至863間施加一恆定電壓或一交流電壓，並分別測得所產生之直流電流(DC)或交流電流(AC)。所產生之DC或AC電流接著可用於計算阻抗或歐姆電阻。再者，所屬技術領域中具有通常知識者將認識到測量阻抗可涉及測量歐姆降(意即，歐姆為單位的電阻[R]或電壓/電流)以及測量電容(意即，法拉為單位的電容或庫侖/伏特)。在實務上，可藉由(例如)施加一交流電流到位置電極860至863並測量所得電流來測得阻抗。於不同頻率之交流電流下，判定測得之阻抗係依電阻或電容效應為準。純電阻式組件適於低頻率時利用，而純電容式組件適於高頻率時利用。為區別該電阻式以及電容式組件，可由所施加交流電流與測得之所產生電流間的相位差進行判定。若為零相位偏移，則為純電阻式組件。若該相位偏移顯示電流落後電壓，則為電容式組件。因此，視所施加交流電流之頻率及位置電極之組態而定，測量電阻或測量電阻及電容之組合均可為有利。

再回頭參照圖8中的特定實例，阻抗的測量可藉由(例如)於第一位置電極830與一最後位置電極連接部810之間施加一交流電壓並測量所得之交流電流來進行。由於電極(包 括860、861、862及863)之鏈可為一電容器的一部分(連同介於後續位置電極之間任何位於微通道850內的物質(例如，空氣或液體樣本)以及可隔開該等位置電極使其不會直接接觸該微通道850內之流體的任何層)，該測得之電流可用於計算阻抗。在介於電極之間的微通道850、890內存在或不存在一液體樣本，將影響該測得之電流以及阻抗。可預先判定施加在第一以及第二位置電極860至863之間的交流電壓之頻率與振幅，如此可藉由測得之電流的顯著增加而偵測到第一以及第二位置電極860至863之間存在一液體樣本。

關於阻抗或電阻之測量，針對眼淚液樣本及以碳為基礎或以銀為基礎之墨水位置電極的情況，所施加電壓之量值範圍可例如從約10mV至約2伏特。所施加電壓範圍的下限及上限取決於液體樣本的電解或電化學分解的起始。於採用一交流電壓的例子中，可以施加(例如)一頻率的交流電壓，該頻率因一或多個電化學反應而導致產生可以忽略不計之該液體樣本屬性的淨變動。此一頻率範圍可為(例如)介於約10Hz至約100kHz，其中於大約0伏特時電壓波形對稱(意即，交流電壓的RMS值約略為零)。

如圖所示，分析物感測器870及位置電極860至863可各與該微通道850可操作地連通。應注意的是，本發明實施例中所採用的位置電極860至863可由所屬技術領域中具有通常知識者所熟知之任何適合的導電材料所製成，包括習知用作為分析電極材料的導電材料，尤其是已知適合用於撓性電路、光微影製造技術、網版印刷技術、以及柔版印刷(flexo-printing)技術的導電材料。適合導電材料包括(例如)碳、貴金屬(例如，金、白金及鈀)、貴金屬合金、可形成導電電位的金屬氧化物及 金屬鹽。可自(例如)導電銀墨形成位置電極，諸如市售的導電銀墨Electrodag 418 SS。

現請參閱圖9，圖中繪示一例示性微流體分析系統組件900的剖面俯視圖，其具有一廢棄物或流體保留導管930。在該等例示性實施例中，用於測量系統中流體之流率的電極910可為許多其他電極中的一端電極(圖9未繪示)。流體可流動穿過微通道920並繼續流至一流體保留導管930。該流體保留導管可例如用於在其中進行較大量的流體分析。在一些實施例中，細孔940可包括一細孔控制元件945，其用於連接流體保留導管930(其亦可用作為廢棄物儲存元件)至位於該插件外部之區域。此外，在一些實施例中，該細孔控制元件945連接可實用於在該微流體組件充滿流體時均衡氣體壓力。在其他實施例中，細孔940以及細孔控制元件945可用於從該眼用裝置發送流體。細孔940亦可實用於將該微流體分析系統的一端連接至其之在一眼部環境中的外部區域，如此可允許連續監測而無需移除眼用裝置。在其他實施例中，細孔940及細孔控制元件945可實用於透過一儲存位置中之流體分析系統進行流量控制，諸如流體保留導管930。例如，當位於儲存器中時，該微流體分析系統可在溶液流經該系統時被清潔或更新，及在一些實施例中進行校正協定。該鏡片內的積體電路組件可執行這些功能之控制，該等組件亦可與外部控制系統進行通訊。

含晶片上實驗室組件之經賦能眼用裝置

現請參照圖10，圖中繪示使用晶片上實驗室組件1010之一微流體分析系統之一例示性泵送機構1000的剖面俯視圖。一晶片上實驗室組件1010可與前文討論的微流體分析系統 之實施例共用許多態樣。然而，類似地，在一些實施例中，小型小滴可於該晶片上實驗室1010內移動，其並非透過一泵1060的作用，而是藉由EWOD組件來控制小滴。小滴可於該晶片上實驗室組件1010之元件中被結合以執行化學處理。可執行許多分析技術，例如，在一些實施例中，可執行以葡萄糖為分析物之分析。用於此分析之技術可包括(例如)前述之電化學或光度測量技術、或可與初始可儲存在晶片上實驗室組件1010中之化學物質之混合相關的其他技術。可在晶片上實驗室組件中或透過晶片上實驗室組件執行以量子點為基礎之光譜術技術。在一些實例中，以QD為基礎之染料可定位在一小滴中，該小滴與自生物醫學裝置之環境獲得的一樣本混合。與一目標分析物的所得交互作用可產出光譜信號，可例如使用該等光譜信號來計算該分析物之一濃度。

實例的環形媒介插入件中可出現前述的各種組件，諸如賦能元件(未展示)、互連1040、以及密封態樣。進一步，可以實施一電子電路1020，其能控制多種組件，包括一晶片上實驗室組件1010。一細孔1050與一細孔控制系統1055可自該眼用裝置環境控制流體樣本之採樣。一泵致動器1030可致動一泵1060，其屬性可為機械式例如一隔膜式泵。一流體樣本之小滴可泵送入微通道1015中，用以透過使用電極(諸如本揭露所述的電極1016)來進行體積及樣本流率之計量。小滴可透過一通道1011被提供至晶片上實驗室組件1010，其中小滴可經進一步處理。晶片上實驗室組件1010可利用對樣本之泵送動作控制其內部流動，或在其他實施例中，其可自行控制提供至其的樣本之流率。

在額外的實施例中，晶片上實驗室組件1010可感測其環境中的流體而無需外部泵送系統。然而，一細孔1050仍可實用於提供外部流體進入該晶片上實驗室組件環境的流量控制。此後，晶片上實驗室組件1010可自行對所引入之樣本進行採樣，例如透過在介電質上進行電濕潤或可吸引及移動流體樣本的電泳特徵之控制。

晶片上實驗室組件1010可包含可與本文描述符合的一設計，其包括例如超薄型晶片上實驗室撓性組件，其可允許變形成符合一眼睛表面的三維形狀之一形狀。在一些實施例中，晶片上實驗室組件1010之形狀與厚度可使其能夠以平面形式被包括進該眼用插件裝置中。

具有量子點光譜儀之生物醫學裝置

圖11A繪示在一生物醫學裝置1100中之一例示性QD光譜儀系統。圖11A中之繪示可利用如圖10中所繪示之一微流體系統，或替代地，可利用一更被動做法來收集樣本，其中一樣本流體被動進入一通道1102。在一些實例中及在其他實例中，通道1102可在生物醫學裝置內部，如所繪示；該生物醫學裝置可以一凹型腔室環繞一外部區域。在其中生物醫學裝置建立一流體通道(流體通道在生物醫學裝置本身的外部)之一些實例中，該裝置亦可含有一細孔1160以發射試劑或染料，以在通道區域中與外部流體交互作用。在非限制性意義上，可參照其中生物醫學裝置可係一可吞嚥藥丸之一實例來瞭解被動採樣。藥丸可含有發射藥物1150之區域以及分析四周流體(諸如胃液)是否有一分析物存在之區域，其中該分析物可係例如該藥物。該藥丸可含有近接該藥物之控制器1170區域，其中可藉由生物醫學藥 丸裝置之部分控制該藥物之釋放。一分析區域可包含在該生物醫學藥丸裝置內之一凹型通道，該凹型通道允許外部流體被動流入及流出該通道。當例如胃液中的一分析物擴散或流動至通道中時，該分析物變成位於分析區域之間，如圖11A中所描繪。

現在參考圖11B，一旦一分析物擴散或以其他方式進入量子點光譜儀通道(其應稱為通道1102)，一樣本1130可在一量子點(QD)發射器1110之發射部分中通過。QD發射器1110可接收來自一QD發射器控制器1112之資訊，該資訊指示QD發射器1110發射跨通道1102之光之一輸出光譜。

在一些實例中，該QD發射器可基於量子點之發射性質而動作。在其他實例中，該QD發射器可基於量子點之吸收性質而動作。在利用量子點之發射性質的實例中，這些發射可經光刺激或經電刺激。在光刺激之一些實例中；紫光至紫外光中之高能光(energetic light)可藉由一光源予以發射並在量子點中吸收。可藉由發射在一窄頻帶中特性能量(characteristic energy)之光子放緩QD中之激發。如先前提及，QD可經工程設計以使發射發生在經選擇的所關注頻率。在一組相似之實例中，QD可形成至先前提及之夾在可供給(donate)電子及電洞至QD中的電作用層之間的積層體(layered)中。這些激發可相似地發射經選擇頻率之特性光子。可藉由含有作為量子點的奈米級晶體而形成QD發射器1110，其中在晶體被包括在發射器元件上前控制晶體之生長及用以形成晶體的材料。

在其中QD於一吸收模式中動作的一組替代實例中，可使用一組濾光器者之一組合來判定一區域中的一光譜回應。先前段落中參考圖2描述此機構。分析中可使用QD吸收元件之組合以選擇用於分析的光譜區域。

在這些類型發射實例之任一者中，一光譜之光頻率可藉由QD發射器1110予以發射且可通行穿過樣本1130。如果樣本1130內之化學成分能夠吸收經發射頻率之一些者，則該樣本可吸收來自這些頻率之光。未被吸收的其餘頻率可繼續至偵測器元件，其中QD接收器1120可吸收光子且將光子轉換成電信號。可藉由一QD偵測器感測器1122將這些電信號轉換成數位資訊。在一些實例中，感測器1122可連接至QD接收器1120之各者，或在其他實例中，電信號可路由至用於感測之集中式電路。可使用該數位資料來基於預先判定值分析樣本1130的QD波長吸光度值。

在圖11C中，描繪QD系統，其描繪方式為其中使樣本在空間上定位之光譜分析元件的前方通過。此可例如依針對微流體進程所描述之方式予以達成。在其他實例中，樣本1130可含有在一生物醫學裝置之一區域內部擴散的分析物，該區域用該生物醫學裝置之材料圍封外部流體以形成一細孔或腔室，進入該細孔或腔室之該樣本可被動流動或擴散至一分析區域，該分析區域使來自該生物醫學裝置內之發射器的光通過該生物醫學裝置外部，並且再次至該生物醫學裝置內之偵測器。圖11B及圖11C描繪此類移動為樣本1130已沿該分析區域移動至新地點1131的樣本地點間之差異。在其他實例中，QD可被合併以在單一多點地點中動作，其中激發構件及感測構件被合併成用於各功能之單一元件。對於包含超過一百個量子點裝置的光譜儀，一些生物醫學裝置(諸如眼用裝置)可具有空間限制，但是其他生物醫學裝置可具有數百個量子點裝置，該等量子點裝置允許含有混合物之分析物的全光譜特性化。

QD分析系統亦可搭配微流體裝置起作用，以使含有分析物之樣本與含有染料之試劑反應。染料分子可與特定分析物反應。如先前提及，此一結合之一實例可係FRET指示器。染料分子可具有在紫外光及可見光譜中之顯著強的吸收頻帶，其亦可稱為具有高消光係數。因此，小量之一特定分析物可選擇性結合至依可為QD分析系統所聚焦的一光譜頻率而顯著吸收之分子。染料複合物的增強信號可允許更精確量化分析物濃度。

在一些實例中，一微流體處理系統可混合一分析物樣本與一試劑，該試劑包含將結合至一目標分析物之一染料。該微流體處理系統可將該兩個樣本混合在一起達一段時間，其將確保該染料與該分析物之間充分複合。其後，在一些實例中，該微流體處理系統可移動經混合液體樣本至含有可結合至任何未複合染料分子之一表面的一地點。當該微流體系統接著進一步移動該樣本混合物至一分析區域中時，其餘染料分子將可與該樣本中的該分析物之濃度相關。該混合物可依所描述方式在量子點發射光源或量子點吸收濾光器之任一者的前方移動。

一種類型螢光染料可藉由使量子點與消光分子複合而形成。例如，在一生物醫學裝置內之一微流體槽(microfluidic cell)中，量子點與經複合消光分子的一試劑混合物可被引入至含有分析物之一樣本中。消光分子可含有可選擇性結合至分析物之區域，而這麼做可使消光分子與量子點分開。現在，在激發輻射存在情況中，未複合之量子點可發螢光。在一些實例中，量子點濾光器之組合可用以建立偵測增強發射(依未複合之量子點之波長特性)之存在的能力。在其他實例中，可利用偵測未複合之量子點之增強發射的其他方式。經複合量子點之一溶液可儲存在一生物醫學裝置之一微流體處理槽內，且可用以偵 測經引入至該生物醫學裝置中之樣本中來自一使用者之分析物之存在。

請參考圖12，繪示經複合量子點作為一染料之概念的一例示性繪示。一量子點1210可包含一例示性材料，舉例而言，諸如磷化銦/硫化鋅、硫化銦銅/硫化鋅、硒化鎘、硫化鎘、硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、及磷化銦。其他實例可包含矽及碳之奈米粒子。在一些實例中，可使用可形成一量子點之類型特性之一應變帶結構的任何材料。量子點核心可被一核心殼塗層環繞，該核心殼塗層提供自量子點至其外部環境之介面。對於一些實例，亦可提供一生物可相容性脂質塗層，該生物可相容性脂質塗層可允許消光分子結合至量子點之表面。消光分子1211可結合至量子點表面且可動作以促進自量子點之電子能量轉移，其可導致量子點能量之去激發(deexitation)而無螢光發射。量子點之溶液可與含有分析物之樣本1221混合1220。在混合期間，分析物可與消光分子複合1230而形成一分析物/消光分子複合物1231。分析物與消光分子之複合可使消光分子與量子點解耦1240，導致一游離分析物/消光分子1241及一未經複合量子點。現在，量子點可由光子以與量子點之固有螢光能量相異的能量予以激發，且未經消光量子點此時將發螢光。樣本中之分析物之濃度可依據自未經消光量子點發出的螢光信號而變化。微流體分析系統可包括一光源，該光源可係例如一量子點發光二極體或能量與該螢光信號相異的其他光源。一偵測器可經組態以偵測橫穿一光譜分析區域之所有光。替代地，可使用量子點吸光濾光器或其他光濾光器以選擇性地傳遞該量子點螢光信號之能量帶。

請參考圖13，提供用於在量子點組態之生物醫學裝置中的分析物分析之一流程圖之一繪示。在步驟1300，一使用 者可獲得一生物醫學裝置，該生物醫學裝置包含；一量子點裝置或試劑；及一樣本輸送構件。該生物醫學裝置能夠自該使用者獲得一流體樣本且傳遞流體樣本至自一量子點發射裝置或其他光源發出之光的路徑中。該光源可包括一量子點發光二極體或一組經消光量子點濾光器，其經組態以隔離經選擇光譜區域以供分析。亦可使用其他光源，諸如發光二極體及雷射。在一些實例中，一中介者可獲得生物醫學裝置以用於被一終端使用者使用之用途。在步驟1310，該生物醫學裝置可經定位而與一使用者的生物流體接觸。該定位處可包括近接分泌自使用者之流體(在非限制性實例中，諸如淚液、血液、唾液及廢物)之區域。或者，該定位處可包括皮下部位以及在該使用者的體腔及靜脈系統內或接觸使用者的體腔及靜脈系統的部位。在步驟1320，使用該生物醫學裝置以採樣該使用者的生物流體。在步驟1330，該生物醫學裝置可依一自主方式或在一外部裝置或通訊信號的指示下進行一校準協定。該校準可在分析物不存在情況中測試該生物醫學裝置的樣本分析區段以允許一參考控制信號，該參考控制信號可使用在與一最終樣本分析信號相關之計算中。在步驟1340，在一些實例中，使用者的生物流體的等分樣本可與包含染料化合物之試劑混合。該混合可藉由以被動擴散為基礎之交互作用而發生，或替代地，可用如本文所描述之一微流體處理系統予以主動控制。該染料化合物可係有機染料，或在一些實例中，該染料化合物可係一以量子點為基礎之染料。當該染料與該樣本中之一分析物結合時，該染料可變更一光譜特性，諸如螢光發射或光譜吸光度。在步驟1350，在一些實例中，可後續處理該混合物以移除未經反應染料，尤其在其中該染料與該分析物之該結合未變更該染料之一光譜特性的實例中。該樣本可與使未結合染料表現惰性的試劑混 合，或替代地，該樣本可被傳遞而與一表面接觸，其可結合並使未結合染料固定化(immobilize)或分離出未結合染料。在步驟1360，在一些實例中，該樣本混合物可自一反應區域移動至一分析區域。在其他實例中，可使用其中發生反應的同一部位來執行一光譜分析。在步驟1370，可用一光源照射該樣本。該光源可來自許多實例類型，包括包含如已描述之量子點的光源。該照射可前進穿過該樣本，且可藉由在該生物醫學裝置中的一偵測器系統偵測自該樣本出射的在一光譜區域中之光。所偵測的發出信號可轉換成一電信號且亦可經轉換成一數位資料值，該數位資料值亦可作為一電信號串流予以傳達。在1380，在一些實例中，該生物醫學裝置可包括內建處理裝置及軟體演算法，其可允許計算該樣本中之該分析物之一濃度之一估計數。在其他實例中，可傳輸原始資料信號、不含分析物之偵測器(校準)信號、及含分析物之偵測器信號，而無需在該生物醫學裝置中進行進一步信號處理。在步驟1390，可例如經由無線通訊傳達原始資料信號至一外部收發器。在一些實例中，在步驟1390，亦可傳達一分析物之該濃度之一經計算估計數。在又進一步實例中，除分析系統資料外，亦可有可傳輸的許多其他感測器資料，在一非限制性觀點中，其可包括在該生物醫學裝置之一區域中感測的溫度之感測器測量。

可在數種不同生物醫學裝置中利用QD光譜儀系統，該數種不同生物醫學裝置包括：眼用裝置、生物醫學藥丸、衛生產品、貼片及其他相似生物醫學產品，該等生物醫學係位在身體上或近接身體且依此一方式以偵測及分析分析物。可利用自QD光譜儀系統獲得之資訊以用於生物特徵分析，舉一非限制性實例，諸如糖尿病患者的實時葡萄糖讀數。所獲得之資訊可傳達至一三級裝置，諸如智慧型手機，如關於圖4所揭示者。

用於監測生物分析物之方法

現請參照圖14，圖中說明根據本揭露內容之態樣的例示性方法步驟，其等可用於監測配戴該眼用鏡片的使用者的分析物位準。於步驟1401中，臨限值可以經程式化於一軟體程式中。根據本發明的態樣，臨限值可包括例如眼液中的葡萄糖生物標記濃度之可接受位準。利用其他生物標記來監測不同症狀(例如憂鬱症、高血壓及類似者)亦屬於本揭露內容之態樣的發明範圍中。此外，取決於該眼液樣本目標是否係(例如)淚液或一組織間液，其預程式化位準可能不同。可使用形成該眼用裝置之媒介插件之部分的一處理器以及與該媒介插件之處理器進行通訊的一外在裝置中的一者或二者來儲存及執行該程式。一外在裝置可包括一智慧型手機裝置、一PC、一特定生物醫學裝置使用者介面，及類似者；且可經組態成包括實用於監測眼液樣本之性質的可執行碼。可由該眼用裝置內所含之一或多個感測器測得眼液屬性。感測器可包括電化學感測器及/或光度測量感測器。在一例示性實施例中，該感測器分析步驟可係關於基於一QD光譜測定法之葡萄糖濃度的光度測量感測。在另一實例中，該感測器可從葡萄糖氧化酶與該分析物感測器之部分及該流體樣本之交互作用中偵測出反應產物之存在。

於步驟1405中，包括一微流體系統之該眼用裝置可被置放成接觸眼睛之前部眼表面之一部分並由使用者配戴。在一些實施例中，該眼用裝置可為賦能隱形眼鏡之型態，且該步驟可在將隱形眼鏡置放於眼睛表面上時完成。在其他實施例中，生物醫學裝置可係例如人工水晶體、淚管塞、生物醫學藥丸、或任何其他相似生物醫學裝置之形式，並且還包括本揭露中所描述的 QD光譜儀系統之態樣。雖然本說明書中所述之眼用裝置皆為單數型態，熟悉該技藝者可明瞭，兩件眼用裝置(於各眼睛上置放一件，例如隱形眼鏡)可共同作用以提供本揭露內容的功能態樣。

於步驟1410中，可利用一或多個感測器監測生物標記的濃度變動。可依一預定頻率/頻寬或經由該眼用裝置中的使用者介面及/或致動感測器發出命令來進行生物標記之監測。生物標記可包括關於葡萄糖位準、憂鬱症、血壓及類似者之標記。於步驟1420中，該眼用裝置的處理器可記錄自眼液樣本所測得的屬性/狀況。在一些實施例中，該眼用裝置的處理器可儲存及/或傳送該記錄至與該眼用裝置進行通訊的一或多個裝置。於步驟1415中，該等記錄值可在與眼用鏡片通訊的使用者介面中儲存並分析，及/或於步驟1425中，可於該眼用裝置中進行分析及記錄。

於步驟1430中，該眼用裝置及該使用者介面中之一或二者可對使用者、及/或一執業者提供測得濃度之警示。該警示可經程式化成在所測得位準係位於由該眼用裝置所程式化、接收及/或計算出的預定臨限值以外時發生。此外在一些實施例中，可分析資料及警示以執行下列一或多個步驟：a)根據當日時間來變更測量頻率；b)辨識濃度位準測量之變動的個人模式；以及c)根據所測得的濃度變動來變更測量頻率。於步驟1435中，可依當日時間來變更測量頻率。例如，若該眼用裝置係在睡眠時仍留在眼部中之眼用裝置，在下午10點與上午6點之間可減少測量次數或停止測量。同樣地，由於使用者在進食，午餐與晚餐期間可增加頻率以偵測變動。於步驟1440中，該系統可辨識出濃度位準變動的模式。利用所辨識出的模式，該系統可警示該使用者 發生原因，及/或於步驟1445中，根據該所辨識出的變動來變更頻率以使系統能在所辨識出之危急狀況期間更警覺。危急狀況可包括可觸發葡萄糖位準發生顯著上升或下降的事件。事件可包括(例如)假日約會、運動、所在地點、當日時間、服用藥物及其類似物。

在一些實施例中，於步驟1450，根據所辨識出的模式/狀況，可定期地或實時地客製化原始程式化數值。藉由排除假警示並提高對危急狀況的敏感度，可使得該系統能夠提高其有效性。有效性可促進使用者對於系統的參與，從而使該眼用裝置達到最高效益並藉以提供安全的監測系統。於步驟1455中，關於使用者的資料包括(例如)所辨識出之模式、測量值、及/或可成為該使用者醫學病史之部分的偏好。可藉由加密資料及/或限制存取來安全地儲存醫學病史。

現請參照圖15，圖中繪示根據本揭露內容之態樣的例示性方法步驟，其等可用於處理配戴該眼用鏡片的使用者之葡萄糖位準。於步驟1501中，將包括一QD光譜儀分析系統之一眼用裝置置放成與眼液接觸。在一些實施例中，該眼用裝置可為賦能隱形眼鏡之型態，且該步驟可在將隱形眼鏡置放於眼睛表面上時完成。在其他實施例中，該眼用裝置可為例如人工水晶體或淚管塞之形式，並可另包括本揭露內容中所述的QD光譜儀分析系統之態樣。

於步驟1505中，可監測眼液中的生物標記變動。監測該生物標記變動的方法可例如包括圖14中所繪示之步驟。於步驟1510中，可實時將所測得之變動傳達至與眼用裝置直接或間接通訊之藥物配進裝置。雖然眼液中所監測的生物標記的濃度變化可包括有關該使用者血液濃度變化的時間延遲，但在偵測 之後，於步驟1515中該藥物配進裝置即可投予能降低或提高濃度至一正常位準的藥物。例如，當葡萄糖位準在正常位準以外時，可對其進行監測並處理。連續監測可預防血糖位準失控，血糖位準失控可能會對供血到重要器官(例如心臟、腎臟、眼睛與神經)的血管造成損害。由於當一個體之葡萄糖位準到達一具有風險之位準時，該個體可能仍然感覺正常，因此本揭露之態樣可協助於早期偵測該狀況並採取行動。早期偵測不僅能使位準回到一正常狀況及/或能使該使用者察覺此狀況，更可預防更嚴重及永久性後果，包括例如當異常葡萄糖位準未經治療時已知會導致之心臟病發作或中風、腎衰竭、以及失明。

此外，在一些實施例中，該藥物投予裝置可透過其介面或利用該眼用裝置之組件發送一警示給使用者。例如，在一些眼用裝置實施例中，該媒介插件可包括能發送訊號至使用者的一光投射系統，例如一或多個LED。

後續於步驟1520中，由於藥物之效應及待於淚液中反應之效應的時間延遲，可暫停進一步投予藥物以防系統之用藥過量。例如，該藥物可能需要10至30分鐘以抵消該異常位準，且在其效應發揮後，可能需要另外的20分鐘來均衡在淚液中之濃度。因此，可在系統中程式化能夠使該狀況、時間延遲、及適當後續用藥劑量相關連之程式化演算法，以安全地運作。於步驟1525，關於所測得的狀況及對使用者之藥物投予中之一或二者的資料可儲存及用作為該使用者之治療及/或醫學病史的一部分。

已描述具體實例以說明與在生物醫學裝置中包括量子點以用於光譜分析相關之方法及裝置的實例實施例。這些實例係用於該說明，而且並無以任何方式限制申請專利範圍之範圍的意圖。因 此，本說明意欲含括所有對於所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見之實例。

410‧‧‧量子點光譜儀系統

415‧‧‧技術層；層

420‧‧‧電力管理單元

425‧‧‧互連層

430‧‧‧薄膜電池；電池

435‧‧‧天線層

440‧‧‧具有受控制特性之供應電壓源

445‧‧‧收發器

450‧‧‧控制組件

455‧‧‧整合式被動裝置

Claims (20)

1. 一種生物醫學裝置，其包含：一賦能元件，其包括一第一電流收集器、一第二電流收集器、一陰極、一陽極及一電解質；一量子點光譜儀，其包括一量子點光發射器、一光偵測器、及自該量子點光譜儀傳達資訊至一使用者之一構件，其中由該賦能元件供電給該量子點光譜儀；及一插件裝置，其中該插件裝置含有該賦能元件及該量子點光譜儀，且其中該插件裝置使該賦能元件與該生物醫學裝置操作於其中之一生物醫學環境隔離。
2. 如請求項1所述之生物醫學裝置，其進一步包含一微流體泵，其中該微流體泵運作以使一流體樣本接近或離開該量子點光譜儀以供分析。
3. 如請求項1所述之生物醫學裝置，其中該生物醫學裝置係一眼用裝置。
4. 如請求項1所述之生物醫學裝置，其中該生物醫學裝置係一隱形眼鏡。
5. 如請求項1所述之生物醫學裝置，其中該生物醫學裝置係一電子藥丸。
6. 一種分析分析物之方法，其包含：製造一量子點光發射器於一生物醫學裝置上；製造一光偵測器於該生物醫學裝置上；連接該量子點發射器及該光偵測器至在該生物醫學裝置內之一積體電路控制器，其中該積體電路控制器能夠管理該量子點發射器及該光偵測器之一功能；自該量子點光發射器發射一窄波長帶； 將所傳輸光子接收至該光偵測器中；及基於所接收之光子之一強度分析一分析物之一吸光度；其中該生物醫學裝置包含一賦能元件，該賦能元件包括一第一電流收集器、一第二電流收集器、一陰極、一陽極及一電解質；且其中由該賦能元件供電給該量子點發射器。
7. 如請求項6所述之方法，其進一步包含在分析該等分析物之前泵送一分析物樣本至一量子點光譜儀通道中。
8. 如請求項6所述之方法，其中該生物醫學裝置係一隱形眼鏡。
9. 如請求項6所述之方法，其中該生物醫學裝置係一電子藥丸。
10. 一種生物醫學裝置，其包含：一賦能元件；一外部囊封邊界，其中該邊界之至少一部分形成一凹型腔室(reentrant cavity)，其中該腔室之一側壁允許在一經選擇光譜帶中的光行進穿過；一量子點光發射器，該量子點光發射器經安裝以發射光穿過該腔室之該側壁之一側、穿過該腔室之一中介空間及穿過該腔室之該側壁之一遠側；一光偵測器，該光偵測器經安裝在該外部囊封邊界內的該腔室之該遠側上；一射頻收發器；及一類比轉數位轉換器，其中來自該光偵測器之一信號轉換成由該射頻收發器在該生物醫學裝置外部傳輸之一數位資料值。
11. 如請求項10所述之生物醫學裝置，其中該裝置係一隱形眼鏡。
12. 如請求項10所述之生物醫學裝置，其中該裝置係一電子藥丸。
13. 如請求項12所述之生物醫學裝置，其中該電子藥丸包含可控制以基於在該光偵測器處所接收之該信號而釋放藥物之一釋放機構。
14. 如請求項13所述之生物醫學裝置，其中在該光偵測器處所接收之該信號轉換成一數位信號且傳達至一外部接收器，其中在該外部接收器處一演算法計算一分析物之一濃度並判定藥物釋放的一時間值。
15. 如請求項12所述之生物醫學裝置，其中該電子藥丸包含可控制以釋放一量子點染料至該腔室中之一釋放機構，其中該染料與分析物分子反應且允許該量子光發射器激發該量子點染料以發射光。
16. 一種生物醫學裝置，其包含：一賦能元件；一外部囊封邊界，其中該邊界之至少一部分包含一受電控制細孔，該細孔操作以允許一流體樣本自一外部區域行進至該生物醫學裝置中；一微流體處理晶片，其操作以混合該流體樣本與包含一分析物特定之染料的一試劑；一量子點光發射器，其經安裝以發射光穿過該微流體處理晶片之一部分；一光偵測器，其安裝在遠離該量子點光發射器的該微流體處理晶片之一遠側上，其中由該量子點光發射器發射的光 前進穿過該微流體處理晶片之一頂部表面、穿過該微流體處理晶片之一樣本分析區域、穿過該微流體處理晶片之一底部表面且至該光偵測器中；一射頻收發器；及一類比轉數位轉換器，其中來自該光偵測器之一信號轉換成由該射頻收發器在該生物醫學裝置外部傳輸之一數位資料值。
17. 如請求項16所述之生物醫學裝置，其中該裝置係一隱形眼鏡。
18. 如請求項16所述之生物醫學裝置，其中該裝置係一電子藥丸。
19. 如請求項18所述之生物醫學裝置，其中該電子藥丸包含可控制以基於在該光偵測器處所接收之該信號而釋放藥物之一釋放機構。
20. 如請求項18所述之生物醫學裝置，其中該電子藥丸包含可控制以釋放一量子點染料至該微流體處理晶片中的一釋放機構，其中該染料與分析物分子反應且允許該量子光發射器激發該量子點染料以發射光，該光之強度與該等分析物分子之一濃度相關。