Nanopore-only Microbial Isolate Sequencing Solution (NO-MISS) - Rapid Barcoding Kit V14 (SQK-RBK114.24 or SQK-RBK114.96)

Overview

End-to-end method outlining sample extraction, library preparation, sequencing and data analysis. This protocol:

  • Uses genomic DNA
  • Enables multiplexing of 4-24 samples
  • Takes ~60 minutes for library preparation
  • Includes DNA fragmentation
  • Is optimised for high output
  • Is compatible with R10.4.1 flow cells

For Research Use Only
This is an Early Access product For more information about our Early Access programmes, please see this article on product release phases.

Document version: ISO_9205_v114_revB_20Mar2024

1. Overview of the protocol

IMPORTANTE

Este es un producto de acceso anticipado

Para tener más información sobre los programas de acceso anticipado, consulte este artículo sobre las fases de lanzamiento del producto.

Procure usar la versión más reciente del protocolo.

Introduction to the Nanopore-only Microbial Isolate Sequencing Solution (NO-MISS) protocol

This end to end protocol describes our Nanopore-Only Microbial Isolate Sequencing Solution (NO-MISS): a flexible approach allowing sequencing of 4 to 24 microbial isolate genomes per MinION Flow Cell, generating a minimum coverage of 50x per genome.

The 50X coverage threshold is sufficient for downstream analyses including: accurate assembly and plasmid resolution, AMR profiling, core genome (cg) and whole genome (wg) multi-locus sequence typing (MLST), and cg/wgSNP typing. You can analyse your sequencing data using EPI2ME, which provides a user-friendly bioinformatics workflow.

We provide multiple DNA extraction approaches, depending on requirements, and starting organism (bacteria, fungi/yeast). These are key in achieving reliable flow cell output and genome coverage. The sample specific extraction methods use NEB Monarch Genomic Purification Kit, while the universal method uses a bead-beating method and the Maxwell RCS PureFood Pathogen Kit.

The extracted gDNA is then tagmented and sequenced using our Rapid Barcoding Kit (SQK-RBK114.24 or SQK-RBK114.96). Up to 24 samples per sequencing experiment for bacterial isolates (up to 7 Mb genomes) and up to 8 samples for fungi/yeast isolates can be processed to achieve the 50x coverage threshold. Use a minimum of four barcodes per run to maintain performance.
Detailed instructions for setting up the sequencing run on MinKNOW and downstream analysis are also included for a complete end-to-end protocol. We recommend sequencing up to 72 hours and generating at least 50x coverage per sample (approx. 0.5 Gb per barcode, assuming 5 Mb genome).

We recommend updating MinKNOW to the latest version prior to starting a sequencing run. The basecalling model v4.3 found in Dorado 0.5.0 onwards provides improved accuracy for bacterial DNA and is included in MinKNOW release v24.02 or newer.

For more information on updating MinKNOW, please refer to our MinKNOW protocol.

End-to-end workflow overview

NO MISS protocol workflow overview

Steps in the sequencing workflow:


Prepare for your experiment

You will need to:

  • Extract your DNA, and check quantity and purity. The quality checks performed during the protocol are essential in ensuring experimental success.
  • Ensure you have your sequencing kit, the correct equipment and third-party reagents.
  • Download the software for acquiring and analysing your data.
  • Check your flow cell to ensure it has enough pores for a good sequencing run.

Sample preparation

Using the relevant gDNA extraction method, you will need to lyse your cells, extract your gDNA, and quantify the DNA:


  • Manual column-based methods:
  • Bacteria gDNA extraction:
    • For bacteria, such as Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Enterococcus faecalis, and Bacillus subtilis or staphylococci such as Staphylococcus aureus, and Staphylococcus epidermidis.
  • Hard to lyse organisms gDNA extraction:
    • For bacteria, such as Mycobacterium tuberculosis.
  • Fungi gDNA extraction:
    • For fungi/yeast, such as Candida albicans, Candida tropicalis, and Candida parapsilosis.

Library preparation

The table below is an overview of the steps required in the library preparation, including timings and stopping points.

Library preparation step Process Time Stop option
DNA barcoding Tagmentation of the DNA using the Rapid Barcoding Kit V14 15 minutes 4°C overnight
Sample pooling and clean-up Pooling of barcoded libraries and AMPure XP Bead clean-up 25 minutes 4°C overnight
Adapter ligation Attach the sequencing adapters to the DNA ends 5 minutes We strongly recommend sequencing your library as soon as it is adapted
Priming and loading the flow cell Prime the flow cell and load the prepared library for sequencing 5 minutes

SQK-RBK110.96 gDNA workflow v1

Sequencing and analysis You will need to:

  • Start a sequencing run using the MinKNOW software, which will collect raw data to basecall and demultiplex the barcoded reads.
  • Perform downstream analysis uing the isolate mode of the wf-bacterial-genomes workflow in EPI2ME.
IMPORTANTE

Compatibility of this protocol

This protocol should only be used in combination with:

  • Rapid Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RBK114.24)
  • Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96)
  • R10.4.1 flow cells (FLO-MIN114)
  • Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004)
  • Flow Cell Priming Kit V14 (EXP-FLP004)
  • Sequencing Auxiliary Vials V14 (EXP-AUX003)
  • Rapid Adapter Auxiliary V14 (EXP-RAA114)
  • MinION Mk1B - MinION IT Requirements document

2. Equipment and consumables

Material
  • 200 ng of extracted gDNA per sample
  • Rapid Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RBK114.24) OR Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96)

Consumibles
  • Celda de flujo MinION/GridION
  • Monarch® Genomic DNA Purification Kit (NEB, T3010S/L)
  • Qubit 1x dsDNA HS Assay Kit (ThermoFisher, Q33230)
  • Qubit 1x dsDNA BR Assay Kit (ThermoFisher, cat # Q33265)
  • PowerBead Pro tube (Qiagen, 19301)
  • BashingBead Buffer (Zymo, D6001-3-40)
  • Phosphate-buffered saline (PBS), pH 7.4 (Thermo Fisher, 10010023)
  • TE buffer (Sigma, 8890-100ML)
  • 5 M sodium chloride solution (Sigma, S6546)
  • CTAB buffer (Promega, MC1411)
  • (Optional) Extra reagents for custom CTAB buffer:
  • CTAB (Sigma, H6269)
  • 0.5 M EDTA (Fisher Scientific, 11568896)
  • Trizma® hydrochloride solution (Sigma, T2819)
  • Extra reagents for bacteria gDNA extraction:
  • Lysozyme human (Sigma, L1667)
  • Sodium dodecyl sulfate (SDS) at 10% v/v (Sigma, 71736)
  • Trizma® hydrochloride solution (Sigma, T2819)
  • Achromopeptidase (Sigma, A3547)
  • Extra reagents and consumables for hard to lyse organisms gDNA extraction:
  • Lysozyme human (Sigma, L1667)
  • Empty FastPrep® 2mL Lysing Matrix tubes (MP Biomedicals, 115076200)
  • Screw Cap for 2 mL Lysing Matrix tubes (MP Biomedicals, 115067005)
  • Glass beads, 4 mm (MP Biomedicals, 116914801)
  • Extra reagents for fungi gDNA extraction:
  • MetaPolyzyme (Sigma, MAC4L-5MG)
  • Agencourt AMPure XP beads (Beckman Coulter, A63881)
  • Extra reagents for automated bead-beating gDNA extraction:
  • RNase A (QIAGEN, 19101)
  • Proteinase K (QIAGEN, 19131)
  • Maxwell® RSC PureFood Pathogen kit (Promega, AS1660)
  • (Opcional) Seroalbúmina bovina (BSA) (50 mg/ml) (p. ej., Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)
  • Etanol al 80 % recién preparado con agua sin nucleasas
  • Agua sin nucleasas (p. ej., ThermoFisher AM9937)
  • PCR plate seals
  • 96-well PCR plate, semi-skirted (e.g. Starlab, I1402-9800)
  • Tubos de 1,5 ml Eppendorf DNA LoBind
  • 2 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 0.2 ml thin-walled PCR tubes or 0.2 ml 96-well PCR plate
  • Tubos de ensayo Qubit™ (Invitrogen Q32856)

Instrumental
  • Dispositivo MinION o GridION
  • Pantalla protectora para celdas de flujo MinION
  • Vortex Adapter (Qiagen 13000-V1-24)
  • Mezclador vórtex
  • Termociclador
  • Temporizador
  • Thermomixer
  • Gradilla magnética
  • Microplate centrifuge, e.g. Fisherbrand™ Mini Plate Spinner Centrifuge (Fisher Scientific, 11766427)
  • Eppendorf 5424 centrifuge (or equivalent)
  • Fluorímetro Qubit (o equivalente para el control de calidad)
  • Multichannel pipette and tips
  • Pipeta y puntas P1000
  • Pipeta y puntas P200
  • Pipeta y puntas P100
  • Pipeta y puntas P20
  • Pipeta y puntas P2
  • Cubeta con hielo
  • Extra equipment for automated bead-beating gDNA extraction:
  • Maxwell® RSC Instrument (MPBiomedicals, AS4500)
Equipo opcional
  • Mezclador Hula (mezclador giratorio suave)
IMPORTANTE

The above list of materials, consumables, and equipment is for all the extraction methods in the sample preparation section, as well as the library preparation section of the protocol. You will only need the consumables for the relevant extraction method for your sample input and the library preparation section.

For this protocol, the following inputs are required per sample:

Input requirements per sample for the extraction methods:


For library preparation, 200 ng in 10 µl of extracted gDNA per sample is required.

Third-party reagents

Depending on the extraction protocol used, not all third-party reagents are required.

We have validated and recommend the use of all the third-party reagents used in this protocol. Alternatives have not been tested by Oxford Nanopore Technologies.

For all third-party reagents, we recommend following the manufacturer's instructions to prepare the reagents for use.

Custom CTAB buffer

Custom CTAB buffer can be prepared instead of purchasing. Below are the reagents and concentrations required, with suggested examples with excess.

Reagent Stock Final concentration Volume for 12 samples Volume for 24 samples
CTAB - 2% v/v 60 µl 120 µl
EDTA 0.5 M 40 mM 240 µl 480 µl
Sodium chloride 5 M 1.4 M 833 µl 1,666 µl
Trizma hydrochloride solution, pH 8 1 M 100 mM 300 µl 600 µl
Nuclease-free water - - 1567 µl 3,134 µl
Total - - 3,000 µl 6,000 µl

For staphylococcal inputs

Staphylococcal Lysis Buffer (SLB) is required for the bacterial gDNA extraction method for staphylococcal inputs.

Reagent Stock Final concentration Volume for 12 samples with excess Volume for 24 samples with excess
Trizma hydrochloride solution, pH 9 1 M 100 mM 150 ul 300 µl
Sodium chloride 5 M 10 mM 3 ul 6 µl
SDS 10% v/v 0.1% v/v 15 ul 30 µl
Nuclease-free water - - 1332 ul 2664 µl
Total volume - - 1,500 ul 3,000 µl

The SDS in the Staphylococcal Lysis Buffer (SLB) is essential for preventing the degradation of staphylococci DNA. Exclusion of SDS from the buffer results in a larger smear of DNA when run on a gel.

Cantidad de muestra inicial de ADN

Cómo realizar un control de calidad de la muestra inicial de ADN

Es importante que la muestra de ADN cumpla con los requisitos de cantidad y calidad. Usar demasiado ADN, poco o de mala calidad (p. ej., que esté muy fragmentado, que contenga ARN o contaminantes químicos), puede afectar a la preparación de la biblioteca.

Para realizar un control de calidad en la muestra de ADN, consulte el protocolo Input DNA/ RNA QC

Contaminantes químicos

Dependiendo de cómo se extraiga el ADN de la muestra cruda, ciertos contaminantes químicos pueden permanecer en el ADN purificado, lo cual afecta la eficacia de la preparación de la biblioteca y la calidad de la secuenciación. Encontrará más información sobre contaminantes en la página Contaminants de la comunidad Nanopore.

Verificar la celda de flujo

Antes de empezar el experimento de secuenciación, recomendamos verificar el número de poros disponibles, presentes en la celda de flujo. La comprobación deberá realizarse en los primeros tres meses desde su adquisición, si se trata de celdas de flujo MinION, GridION o PromethION, y en las primeras cuatro semanas tras la compra de celdas de flujo Flongle. Oxford Nanopore Technologies sustituirá cualquier celda de flujo con un número de poros inferior al indicado en la tabla siguiente, siempre y cuando el resultado se notifique dentro de los dos días siguientes a la comprobación y se hayan seguido las instrucciones de almacenamiento. Para verificar la celda de flujo, siga las instrucciones del documento Flow Cell Check.

Celda de flujo Número mínimo de poros activos cubierto por la garantía
Flongle 50
MinION/GridION 800
PromethION 5000
IMPORTANTE

The Rapid Adapter (RA) used in this kit and protocol is not interchangeable with other sequencing adapters.

Rapid Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RBK114.24) contents

RBK114.24 tubes

Name Acronym Cap colour No. of vials Fill volume per vial (µl)
Rapid Adapter RA Green 1 15
Adapter Buffer ADB Clear 1 100
AMPure XP Beads AXP Amber 2 1,200
Elution Buffer EB Black 1 500
Sequencing Buffer SB Red 1 700
Library Beads LIB Pink 1 600
Library Solution LIS White cap, pink label 1 600
Flow Cell Flush FCF Blue 6 1,170
Flow Cell Tether FCT Purple 1 200
Rapid Barcodes RB01-24 Clear 24 15

This Product Contains AMPure XP Reagent Manufactured by Beckman Coulter, Inc. and can be stored at -20°C with the kit without detriment to reagent stability.

Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96) contents

RBK114.96 tubes (1)

Name Acronym Cap colour No. of vials Fill volume per vial (µl)
Rapid Adapter RA Green 2 15
Adapter Buffer ADB Clear 1 100
AMPure XP Beads AXP Amber 3 1,200
Elution Buffer EB Black 1 1,500
Sequencing Buffer SB Red 1 1,700
Library Beads LIB Pink 1 1,800
Library Solution LIS White cap, pink label 1 1,800
Flow Cell Flush FCF Clear 1 15,500
Flow Cell Tether FCT Purple 2 200
Rapid Barcodes RB01-96 - 3 plates 8 µl per well

This Product Contains AMPure XP Reagent Manufactured by Beckman Coulter, Inc. and can be stored at -20°C with the kit without detriment to reagent stability.

3. Sample extraction method selection

Optimised extraction method decision

We have developed four optimised extraction methods to generate high quality genomic DNA from your cell cultures, allowing maximised sequencing output using this method.

What extraction method is right for me?

Decision tree extract methods SVG


Sample extraction method Sample type Sample Input Expected yield Expected DNA Integrity Number (DIN) Average sequencing read lengths Extraction kits used
Universal bead-beating gDNA extraction Universal applications: bacteria, fungi or yeast 1 ml liquid overnight culture (~1 x 10^8 – 10^9 cfu/ml) or half of a loop of colonies from a plate >200 ng/µl per sample 7-9 ~4-7 kb QIAGEN PowerBead Tube and Promega Maxwell® RSC PureFood Pathogen kit
Bacteria gDNA extraction Bacterial 200 µl liquid overnight culture (~1 x 10^8 – 10^9 cfu/ml) or 1/8 of a loop of colonies from a plate ~15-20 ng/µl per sample 9 >7 kb - Size will vary based on sample input species NEB Monarch Genomic DNA Purification Kit
Hard to lyse organisms gDNA extraction Mycobacterium tuberculosis
(or hard to extract bacterial samples)
5 – 10 mg cells from solid or liquid media ~15-40 ng/µl per sample 8 >7 kb - Size will vary based on sample input species NEB Monarch Genomic DNA Purification Kit
Fungi gDNA extraction Fungi or yeast 2 ml of ~1 x 10^7 cfu/ml overnight culture or a full 10 µl inoculating loop from a plate ~40 ng/µl per sample N/A >7 kb - Size will vary based on sample input species NEB Monarch Genomic DNA Purification Kit

Note: The yield, DIN and sequencing read length of extracted DNA may vary depending on sample quality and species. Please ensure you are following the correct method and using high-quality sample inputs.

Follow the links in the table above for the extraction methods documentation.
Alternatively, these extraction methods can be found in the Extraction Protocols tab in the Documentation space on the Nanopore Community

4. Library preparation

Material
  • 200 ng of extracted gDNA per sample
  • Rapid Barcodes (RB01-24) or Rapid Barcode Plate (RB01-96)
  • Rapid Adapter (RA)
  • Adapter Buffer (ADB)
  • AMPure XP Beads (AXP) (microesferas magnéticas)
  • Elution Buffer (EB) (tampón de elución) del kit de Oxford Nanopore

Consumibles
  • Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen Q32851) (kit de ensayo ADNbc alta sensibilidad)
  • Agua sin nucleasas (p. ej., ThermoFisher AM9937)
  • Etanol al 80 % recién preparado con agua sin nucleasas
  • Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind, semi-skirted (Eppendorf™, cat # 0030129504) with heat seals
  • Tubos de PCR de pared fina (0,2 ml)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 2 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • Tubos de ensayo Qubit™ (Invitrogen Q32856)

Instrumental
  • Cubeta con hielo
  • Timer
  • Termociclador
  • Microplate centrifuge, e.g. Fisherbrand™ Mini Plate Spinner Centrifuge (Fisher Scientific, 11766427)
  • Gradilla magnética
  • Mezclador Hula (mezclador giratorio suave)
  • Fluorímetro Qubit (o equivalente para el control de calidad)
  • P1000 pipette and tips
  • Pipeta y puntas P200
  • Pipeta y puntas P100
  • Pipeta y puntas P20
  • Pipeta y puntas P10
  • Pipeta y puntas P2
  • Multichannel pipette and tips

Sample throughput and Rapid Barcode use requirements with NO-MISS

This method has been developed to process 24 samples with a genome size of up to 7 Mb simultaneously.

For samples with a larger genome size ( >7 Mb), we recommend lowering the number of samples to be barcoded and sequenced simultaneously to 8 samples.

For optimal output, we currently do not recommend using fewer than 4 barcodes.

Note: This method provides a standardised process for sample throughput that we have validated in-house. These settings will be applicable to the majority of use-cases and we recommend all new users to follow the recommended method. Experienced users can adjust sample throughput (4 to 48 barcoded samples) based on sample quality, genome size, and coverage requirements.

CHECKPOINT

Verificar la celda de flujo

Antes de empezar a preparar la biblioteca, recomendamos se verifique la celda de flujo para comprobar que tiene poros suficientes para realizar un buen experimento.

Las instrucciones de comprobación de la celda de flujo están disponibles en el protocolo de MinKNOW.

Program the thermal cycler: 30°C for 2 minutes, then 80°C for 2 minutes.

Thaw kit components at room temperature, spin down briefly using a microfuge and mix by pipetting as indicated by the table below:

Reagent 1. Thaw at room temperature 2. Briefly spin down 3. Mix well by pipetting
Rapid Barcodes (RB01-24) or Rapid Barcode Plate (RB01-96) Not frozen
Rapid Adapter (RA) Not frozen
AMPure XP Beads (AXP) Mix by pipetting or vortexing immediately before use
Elution Buffer (EB)
Adapter Buffer (ADB) Mix by vortexing

Prepare the DNA in nuclease-free water.

  1. Transfer 200 ng of genomic DNA per sample into 0.2 ml thin-walled PCR tubes or an Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind.
  2. Adjust the volume of each sample to 10 μl with nuclease-free water.
  3. Pipette mix the tubes thoroughly and spin down briefly in a microfuge.

Select a unique barcode for every sample to be run together on the same flow cell.

Note: Use one barcode per sample.

In the 0.2 ml thin-walled PCR tubes or an Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind, mix the following:

Reagent Volume per sample
Template DNA (200 ng from previous step) 10 μl
Rapid Barcodes (RB01-24 or RB01-96, one for each sample) 1.5 μl
Total 11.5 μl

Ensure the components are thoroughly mixed by pipetting and spin down briefly.

Incubate the tubes or plate at 30°C for 2 minutes and then at 80°C for 2 minutes. Briefly put the tubes or plate on ice to cool.

Spin down the tubes or plate to collect the liquid at the bottom.

Pool all barcoded samples in a clean 2 ml Eppendorf DNA LoBind tube, noting the total volume.

. Volume per sample For 24 samples
Total volume 11.5 µl 276 µl

Resuspend the AMPure XP Beads (AXP) by vortexing.

Add an equal volume of resuspended AMPure XP Beads (AXP) to the entire pooled barcoded sample, and mix by flicking the tube.

. Volume per sample For 24 samples
Volume of AMPure XP Beads (AXP) added 11.5 µl 276 µl

Incubate on a Hula mixer (rotator mixer) for 10 minutes at room temperature.

Prepare at least 2 ml of fresh 80% ethanol in nuclease-free water.

Spin down the sample and pellet on a magnet. Keep the tube on the magnet, and pipette off the supernatant.

Keep the tube on the magnet and wash the beads with 1 ml of freshly prepared 80% ethanol without disturbing the pellet. Remove the ethanol using a pipette and discard.

Repetir el paso anterior.

Briefly spin down and place the tube back on the magnet. Pipette off any residual ethanol. Allow to dry for 30 seconds, but do not dry the pellet to the point of cracking.

Remove the tube from the magnetic rack and resuspend the pellet by pipetting in 15 µl Elution Buffer (EB). Incubate for 10 minutes at room temperature.

Precipitar las microesferas en un imán, durante al menos 1 minuto, hasta que el eluido se vuelva claro e incoloro.

Remove and retain the full volume of eluate into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

  • Remove and retain the eluate which contains the DNA library in a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube
  • Dispose of the pelleted beads
MEDIDA OPCIONAL

Quantify 1 µl of eluted sample using a Qubit fluorometer and Qubit dsDNA BR assay.

Expect ~150 ng/µl for 24 samples, assuming 70% of DNA was retained during the wash.

Transfer 11 µl of the sample into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

In a fresh 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube, dilute the Rapid Adapter (RA) as follows and pipette mix:

Reagent Volume
Rapid Adapter (RA) 1.5 μl
Adapter Buffer (ADB) 3.5 μl
Total 5 μl

Add 1 µl of the diluted Rapid Adapter (RA) to the barcoded DNA.

Mix gently by flicking the tube, and spin down.

Incubate the reaction for 5 minutes at room temperature.

Tip: While this incubation step is taking place you can proceed to the Flow Cell priming and loading section of the protocol.

FIN DEL PROCESO

The prepared library is used for loading into the flow cell. Store the library on ice until ready to load.

5. Priming and loading the MinION and GridION Flow Cell

Material
  • Flow Cell Flush (FCF) (enjuague de celda de flujo)
  • Flow Cell Tether (FCT) (anclaje de celda de flujo)
  • Library Beads (LIB) (microesferas de carga de la biblioteca)
  • Sequencing Buffer (SB) (tampón de secuenciación)

Consumibles
  • Celda de flujo MinION/GridION
  • (Opcional) Seroalbúmina bovina (BSA) (50 mg/ml) (p. ej., Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)
  • Tubos de 1,5 ml Eppendorf DNA LoBind

Instrumental
  • Dispositivo MinION o GridION
  • Pantalla protectora para celdas de flujo MinION
  • Pipeta y puntas P1000
  • Pipeta y puntas P100
  • Pipeta y puntas P20
  • Pipeta y puntas P10
IMPORTANTE

Nótese, este kit es compatible solo con las celdas de flujo R10.4.1 (FLO-MIN114).

CONSEJO

Cebado y carga de la celda de flujo

Se recomienda a los nuevos usuarios que miren el vídeo Priming and loading your flow cell antes de realizar su primer experimento.

Descongelar los viales Sequencing Buffer (SB), Library Beads (LIB) o Library Solution (LIS), -si se requiere-, y un tubo de Flow Cell Flush (FCF) a temperatura ambiente. Agitar en vórtex, centrifugar y colocar en hielo.

IMPORTANTE

Para obtener un rendimiento de secuenciación óptimo y mejorar el rendimiento de las celdas de flujo MinION R10.4.1 (FLO-MIN114), recomendamos añadir seroalbúmina bovina (BSA), en una concentración total de 0,2 mg/ml, a la mezcla de cebado de la celda de flujo.

Nota: No se aconseja utilizar ningún otro tipo de albúmina (p. ej., seroalbúmina humana recombinante).

To prepare the flow cell priming mix with BSA, combine the following reagents in a fresh 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube. Mix by inverting the tube and pipette mix at room temperature:

Reagents Volume per flow cell
Flow Cell Flush (FCF) 1,170 µl
Bovine Serum Albumin (BSA) at 50 mg/ml 5 µl
Flow Cell Tether (FCT) 30 µl
Final total volume in tube 1,205 µl

Abrir la tapa del dispositivo MinION o GridION y deslizar la celda de flujo debajo del clip. Presionar la celda de flujo con firmeza para asegurar un contacto eléctrico y térmico adecuados.

Flow Cell Loading Diagrams Step 1a

Flow Cell Loading Diagrams Step 1b

MEDIDA OPCIONAL

Antes de cargar la biblioteca, verifique la celda de flujo para determinar el número de poros disponible.

Si se ha verificado con anterioridad la cantidad de poros presentes en la celda de flujo, este paso se puede omitir.

Dispone de más información en las instrucciones de comprobación de la celda de flujo, del protocolo de MinKNOW.

Para abrir el puerto de cebado de la celda de flujo, deslizar la tapa en el sentido de las agujas del reloj.

Flow Cell Loading Diagrams Step 2

IMPORTANTE

Tenga cuidado a la hora de extraer el tampón. No retire más de 20-30 μl y asegúrese de que el tampón cubra la matriz de poros en todo momento. La introducción de burbujas de aire en la matriz puede dañar los poros de manera irreversible.

Tras abrir el puerto de cebado, verificar si hay una burbuja de aire bajo la tapa. Retirar una pequeña cantidad de tampón para quitar las burbujas:

  1. Ajustar una pipeta P1000 a 200 μl.
  2. Introducir la punta de la pipeta en el puerto de cebado.
  3. Girar la rueda hasta que el indicador de volumen marque 220-230 μl o hasta que se pueda ver una pequeña cantidad de tampón entrar en la punta de la pipeta.

Nota: Comprobar que haya un flujo continuo de tampón circulando desde el puerto de cebado a través de la matriz de poros.

Flow Cell Loading Diagrams Step 03 V5

Cargar 800 μl de mezcla de cebado en el puerto de cebado, evitando introducir burbujas de aire. Esperar 5 minutos. Durante este tiempo, preparar la biblioteca para cargar siguiendo los pasos a continuación.

Flow Cell Loading Diagrams Step 04 V5 SPANISH

Mezclar con la pipeta, minuciosamente, el contenido del vial Library Beads (LIB).

IMPORTANTE

Este vial contiene microesferas en suspensión. Las microesferas precipitan muy rápido; por eso, es fundamental mezclarlas justo antes de usar.

En la mayoría de experimentos de secuenciación, se recomienda usar Library Beads (LIB) . El reactivo Library Solution (LIS) está indicado para bibliotecas de ADN más viscosas.

En un tubo nuevo de 1,5 ml Eppendorf DNA LoBind, preparar la biblioteca de la siguiente manera:

Reactivo Volumen por celda de flujo
Sequencing Buffer (SB) 37,5 µl
Library Beads (LIB) mezcladas justo antes de usar, o Library Solution (LIS), si se requiere 25,5 µl
Biblioteca de ADN 12 µl
Total 75 µl

Completar el cebado de la celda de flujo:

  1. Levantar suavemente la tapa del puerto de muestra SpotON.
  2. Cargar 200 µl de mezcla de cebado en el puerto de cebado (no en el puerto de muestra SpotON), evitando introducir burbujas de aire.

Flow Cell Loading Diagrams Step 5

Flow Cell Loading Diagrams Step 06 V5 SPANISH 2

Mezclar la biblioteca pipeteando suavemente, justo antes de cargar.

Añadir, gota a gota, 75 μl de la biblioteca preparada en el puerto de muestra SpotON. Procurar que cada gota fluya hacia adentro del puerto antes de añadir la siguiente.

Flow Cell Loading Diagram Step 07 V5 SPANISH

Volver a colocar con cuidado, la tapa del puerto de muestra SpotON, procurando que el tapón encaje en el agujero y cerrar el puerto de cebado.

Step 8 update - SPANISH

Flow Cell Loading Diagrams Step 9 SPANISH

IMPORTANTE

Para obtener resultados de secuenciación óptimos, instale la pantalla protectora justo después de cargar la biblioteca.

Recomendamos poner la pantalla protectora en la celda de flujo y dejarla puesta mientras la biblioteca esté cargada, incluyendo los lavados y pasos de recarga. Retirar la pantalla cuando se haya extraído la biblioteca de la celda de flujo.

Colocar la pantalla protectora de la siguiente manera:

  1. Colocar con cuidado el borde delantero de la pantalla protectora contra el clip. Nota: No hacer fuerza sobre ella.

  2. Colocar la pantalla protectora con suavidad sobre la celda de flujo. La pieza debe asentarse alrededor de la tapa SpotON y debe cubrir por completo la sección superior de la celda de flujo.

J2264 - Light shield animation Flow Cell FAW optimised. SPANISH

ATENCIÓN

La pantalla protectora no está fijada a la celda de flujo. Una vez colocada, es necesario manipularla con cuidado.

FIN DEL PROCESO

Cerrar la tapa del dispositivo y configurar un experimento de secuenciación en MinKNOW.

6. Data acquisition and basecalling

IMPORTANTE

Ensure you are using the most recent version of MinKNOW.

We recommend updating MinKNOW to the latest version prior to starting a sequencing run. The basecalling model v4.3 found in Dorado 0.5.0 onwards provides improved accuracy for bacterial DNA and is included in MinKNOW release v24.02 or newer.

For more information on updating MinKNOW, please refer to our MinKNOW protocol.

How to start sequencing

The sequencing device control, data acquisition and real-time basecalling are carried out by the MinKNOW software. Please ensure MinKNOW is installed on your computer or device. Further instructions for setting up a sequencing run can be found in the MinKNOW protocol.

We recommend setting up a sequencing run on a MinION or GridION device using the basecalling and barcoding recommendations outlined below. All other parameters can be left to their default settings.

Open the MinKNOW software using the desktop shortcut and log into the MinKNOW software using your Community credentials.

Click on your connected device.

min running

Set up a sequencing run by clicking Start sequencing.

Edit 1

Type in the experiment name, select the flow cell postition and enter sample ID. Choose FLO-MIN114 flow cell type from the drop-down menu.

Click Continue to kit selection.

Edit 2

Select the Rapid Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RBK114.24) or Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96)

Click Continue to Run Options to continue.

Edit 3

Keep the run options to their default settings of 72 hour run length and 200 bp minimum read length.

Click Continue to basecalling to continue.

Edit 4

Set up basecalling and barcoding using the following parameters:

  1. Ensure basecalling is ON.

  2. Next to "Models", click Edit options and choose High accuracy basecaller (HAC) from the drop-down menu.

  3. Ensure barcoding in ON.

Click Continue to output and continue.

Basecalling and Barcoding options 1

Basecalling and Barcoding options 2 NOMISS

Set up the output format and filtering as follows:

  1. Ensure .POD5 is seleceted as the Raw reads output format.

  2. Ensure .FASTQ is selected for basecalled reads.

  3. Ensure filtering is ON.

Click Continue to final review to continue.

output format NOMISS 1

output format NOMISS 2

Click "Start" to start sequencing.

You will be automatically navigated to the "Sequencing Overview" page to monitor the sequencing run.

Edit 8

7. Downstream analysis

Post-basecalling analysis

We recommend performing downstream analysis using EPI2ME which facilitates bioinformatic analyses by allowing users to run Nextflow workflows in a desktop application. EPI2ME maintains a collection of bioinformatic workflows which are curated and actively maintained by experts in long-read sequence analysis.

Further information about the available EPI2ME workflows are available here, along with the Quick Start Guide to start your first bioinformatic workflow.

For the accurate and reliable assembly or alignment of bacterial or fungal isolate genomes generated from the included protocols, we recommend using the wf-bacterial-genomes workflow. At its core, the workflow is an efficient assembly pipeline which also polishes genomes using Medaka.

Whilst running the workflow using the default parameters will produce high quality genome assemblies, using the ‘Isolates’ mode will perform additional analyses designed to increase genome quality and aid genome interrogation for common pathogens in the clinical and food safety fields. ‘Isolates’ analyses includes MLST(7-gene), species confirmation and AMR prediction in addition to sample-specific reports.

Note: You can also run this workflow through command line. However, we only recommend this option for experienced users. For more information, please visit the wf-bacterial-genomes page on GitHub.

Open the EPI2ME app using the desktop shortcut.

On the landing page, open the workflow tab on the left-hand sidebar.

1 landing page EPI2ME

Navigate to the Available workflows tab and click on wf-bacterial-genomes option.

2 (1)

Click install.

3 (1)

Navigate to the Installed tab and click on the installed wf-bacterial-genomes workflow.

4 (1)

MEDIDA OPCIONAL

If the workflow was already installed, check for updates by clicking 'Update workflow'.

Ensure you are using v1.3.0 or newer of the workflow. We recommend running the latest version of our workflows for the best results.

Update workflow no miss

Update workflow no miss II

Click on Run this workflow to open the launch wizard.

Run this workflow no miss

Set up your run by uploading your FASTQ file in the Input Options. We recommend keeping the default settings for the other parameter options.

6 (1)

To enable the isolates mode, tick the isolates checkbox.

7 (1)

Navigate to the 'Nextflow configuration' tab to assign a 'Run name' to your analysis as an identifier.

Workflow run name no miss

Click Launch workflow.

Ensure all parameter options have green ticks.

7 (2)

Once the workflow finishes, a report will be produced.

8. Reutilización y devoluciones de las celdas de flujo

Material
  • Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004) (kit de lavado de celda de flujo)

Si al terminar el experimento desea volver a usar la celda de flujo, siga las instrucciones del protocolo Flow Cell Wash Kit y guarde la celda de flujo lavada a 2-8 ⁰C.

El protocolo Flow Cell Wash Kit está disponible en la comunidad Nanopore.

CONSEJO

Una vez terminado el experimento, recomendamos lavar la celda de flujo cuanto antes. Si no es posible, se puede dejar en el dispositivo y lavar al día siguiente.

Otra posibilidad es seguir el procedimiento de devolución para lavar la celda de flujo y enviarla a Oxford Nanopore.

Aquí puede encontrar las instrucciones para devolver celdas de flujo.

Nota: Antes de proceder a su devolución, las celdas de flujo deben lavarse con agua desionizada.

IMPORTANTE

Ante cualquier duda o pregunta acerca del experimento de secuenciación, consulte la guía de resolución de problemas, Troubleshooting Guide, que se encuentra en la versión en línea de este protocolo.

9. Issues during DNA extraction and library preparation

A continuación hay una lista de los problemas más frecuentes, con algunas posibles causas y soluciones propuestas.

También disponemos de una página de preguntas frecuentes, FAQ, en la sección Support de la comunidad Nanopore.

Si ha probado las soluciones propuestas y continúa teniendo problemas, póngase en contacto con el departamento de asistencia técnica, bien por correo electrónico (support@nanoporetech.com) o a través del Live Chat de la comunidad Nanopore.

Low sample quality

Observation Possible cause Comments and actions
Inefficient lysis Enzyme activity has degraded in the solution or the isolate species is hard to lyse. - Make a fresh enzyme solution.
- Follow the hard to lyse gDNA extraction method.
- Increase the enzyme incubation for longer than 10 minutes.
Low DNA concentration Low input into the extraction method - Check the cell input used
- Add more input and perform the extraction again
- Elute in less Elution Buffer
- Concentrate the DNA with a 0.4X AMPure XP Bead wash.
Low DNA integrity number (DIN) Low quality or concentration of sample input - Repeat the extraction with freshly made enzyme solution
- Concentrate the DNA input with a 0.4X wash
Low sequencing yield Low sample concentration - Concentrate the DNA with a 0.4X AMPure XP wash step to remove potential inhibitors.
- Check the DNA concentration and quality. RNA presence may affect quantification of total DNA.
Low DNA purity (Nanodrop reading for DNA OD 260/280 is <1.8 and OD 260/230 is <2.0–2.2) The DNA extraction method does not provide the required purity The effects of contaminants are shown in the Contaminants Know-how piece. Please try an alternative extraction method that does not result in contaminant carryover.

Consider performing an additional SPRI clean-up step.

Escasa recuperación de ADN tras la limpieza con microesferas magnéticas AMPure

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Escasa recuperación Pérdida de ADN debido a una proporción de microesferas magnéticas AMPure por muestra inferior a lo previsto. 1. Las microesferas magnéticas AMPure precipitan con rapidez; antes de añadirlas a la muestra hay que asegurarse de que estén bien resuspendidas.

2. Si la proporción de microesferas por muestra es inferior a 0.4:1, los fragmentos de ADN, sean del tamaño que sean, se perderán durante la limpieza.
Escasa recuperación Los fragmentos de ADN son más cortos de lo esperado Cuanto menor sea la proporción de microesferas magnéticas AMPure por muestra, más rigurosa será la selección de fragmentos largos frente a los cortos. Determinar siempre la longitud de la muestra de ADN en un gel de agarosa u otros métodos de electroforesis en gel, y, a continuación, calcular la cantidad adecuada de microesferas magnéticas que se debe utilizar. SPRI cleanup
Escasa recuperación tras la preparación de extremos El paso de lavado utilizó etanol a <70 % Cuando se utilice etanol a <70 %, el ADN se eluirá de las microesferas magnéticas. Asegúrese de utilizar el porcentaje correcto.

10. Problemas durante el experimento al utilizar un kit de secuenciación de base rápida

A continuación hay una lista de los problemas más frecuentes, con algunas posibles causas y soluciones propuestas.

También disponemos de una página de preguntas frecuentes, FAQ, en la sección Support de la comunidad Nanopore.

Si ha probado las soluciones propuestas y continúa teniendo problemas, póngase en contacto con el departamento de asistencia técnica, bien por correo electrónico (support@nanoporetech.com) o a través del Live Chat de la comunidad Nanopore.

Menos poros al inicio de la secuenciación que después de verificar la celda de flujo

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
MinKNOW presentó al inicio de la secuenciación un número de poros inferior al indicado durante la comprobación de la celda de flujo Se introdujo una burbuja de aire en la matriz de nanoporos Tras comprobar el número de poros presente en la celda de flujo, es imprescindible quitar las burbujas que haya cerca del puerto de cebado. Si no se quitan, pueden desplazarse a la matriz de nanoporos y dañar de manera irreversible los nanoporos expuestos al aire. En este vídeo se muestran algunas buenas prácticas para evitar que esto ocurra.
MinKNOW presentó al inicio de la secuenciación un número de poros inferior al indicado durante la comprobación de la celda de flujo La celda de flujo no está colocada correctamente Detener el ciclo de secuenciación, quitar la celda de flujo del dispositivo e insertarla de nuevo. Comprobar que está firmemente asentada en el dispositivo y que ha alcanzado la temperatura deseada. Si procede, probar con una posición diferente del dispositivo (GriION/PromethION).
MinKNOW presentó al inicio de la secuenciación un número de poros inferior al indicado durante la comprobación de la celda de flujo La presencia de contaminantes en la biblioteca ha dañado o bloqueado los poros El número de poros resultante tras la comprobación de la celda de flujo se realiza usando el control de calidad de las moléculas de ADN presentes en el tampón de almacenamiento de la celda de flujo. Al inicio de la secuenciación, se utiliza la misma biblioteca para estimar el número de poros activos. Por este motivo, se estima que puede haber una variabilidad del 10 % en el número de poros detectados. Tener un número de poros considerablemente inferior al inicio de la secuenciación puede deberse a la presencia de contaminantes en la biblioteca que hayan dañado las membranas o bloqueado los poros. Para mejorar la pureza del material de entrada tal vez sea necesario usar métodos de purificación o extracción de ADN/ARN alternativos. Los efectos de los contaminantes están descritos en la página Contaminants. Se recomienda, probar con un método de extracción alternativo que no provoque el arrastre de contaminantes.

Error en el script de MinKNOW

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
MinKNOW muestra el mensaje "Error en el script"
Reiniciar el ordenador y reiniciar MinKNOW. Si el problema continúa, reúna los archivos de registro MinKNOW log files y contacte con el servicio de asistencia técnica. Si no dispone de otro dispositivo de secuenciación, recomendamos que guarde la celda de flujo con la biblioteca cargada a 4 °C y contacte con el servicio de asistencia técnica para recibir recomendaciones de almacenamiento adicionales.

Ocupación de poro por debajo del 40 %

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Ocupación de poro <40 % No se cargó suficiente cantidad de biblioteca en la celda de flujo Procurar cargar la concentración correcta de una biblioteca de buena calidad en una celda de flujo MinION Mk1B o GridION. Para comprobar la concentración requerida, consultar la sección Preparación de la biblioteca del protocolo. Cuantificar la biblioteca antes de cargarla y calcular moles con herramientas como la calculadora Biomath de Promega, (opción "dsDNA: μg to pmol").
Ocupación de poro próxima a 0 Se utilizó el kit Rapid Sequencing Kit V14 o Rapid Barcoding Kit V14 y los adaptadores de secuenciación no se ligaron al ADN Seguir el protocolo paso a paso y utilizar los volúmenes y las temperaturas de incubación correctos. También se puede preparar una biblioteca de control con lambda para valorar la integridad de los reactivos.
Pore occupancy close to 0 No hay anclaje (tether) en la celda de flujo Los anclajes se añaden durante el cebado de la celda de flujo (vial FCT). No olvide añadir el anclaje (vial FCT) al tubo de enjuague de la celda de flujo (vial FCF) antes del cebado.

Longitud de lectura más corta de lo esperado

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Longitud de lectura más corta de lo esperado Fragmentación no deseada de la muestra de ADN La longitud de lectura refleja la longitud del fragmento de la muestra de ADN. La muestra de ADN se puede fragmentar durante la extracción de la preparación de la biblioteca.

1. Consulte la sección de buenas prácticas de los métodos de extracción en la página Extraction Methods de la comunidad Nanopore.

2. Visualizar la distribución de la longitud de los fragmentos de las muestras de ADN en un gel de agarosa antes de proceder a la preparación de la biblioteca. DNA gel2 En la imagen superior, la muestra 1 contiene alto peso molecular, mientras que la muestra 2 se ha fragmentado.

3. Durante la preparación de la biblioteca, evitar pipetear y agitar en vórtex cuando se mezclen los reactivos. Dar suaves golpes con el dedo o invertir el vial es suficiente.

Gran proporción de poros no disponibles

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Gran proporción de poros no disponibles (se muestran en azul oscuro en el panel de canales y en el gráfico de actividad de poros)

image2022-3-25 10-43-25 Conforme pasa el tiempo, el gráfico de actividad de poros de arriba muestra una proporción creciente de poros no disponibles.
Hay contaminantes presentes en la muestra Algunos contaminantes se pueden eliminar de los poros mediante la función de desbloqueo incorporada en MinKNOW. Si funciona, el estado de los poros cambiará a "sequencing pores" (secuenciación de poros). Si la porción poros no disponibles se mantiene elevada o aumenta, pruebe una de las siguientes opciones:

1. Realizar un enjuague de nucleasa con el kit de lavado Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004)
2. Realizar varios ciclos de PCR para intentar diluir cualquier contaminante que pueda estar causando problemas.

Gran proporción de poros inactivos

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Gran proporción de poros inactivos/no disponibles (se muestran en azul claro en el panel de canales y en el gráfico de actividad de poros. Los poros o membranas están dañados de manera irreversible) Se han introducido burbujas de aire en la celda de flujo Las burbujas de aire introducidas durante el cebado de la celda y la carga de la biblioteca pueden dañar los poros de forma permanente. Para conocer las buenas prácticas de cebado y carga de la celda de flujo, ver el vídeo Priming and loading your flow cell
Gran proporción de poros inactivos/no disponibles Ciertos compuestos copurificados con ADN Compuestos conocidos, incluidos los polisacáridos, se asocian generalmente con el ADN genómico de las plantas.

1. Consulte la página Plant leaf DNA extraction method.
2. Limpiar usando el kit QIAGEN PowerClean Pro.
3. Realizar una amplificación del genoma completo con la muestra original de ADNg utilizando el kit QIAGEN REPLI-g.
Gran proporción de poros inactivos/no disponibles Hay contaminantes presentes en la muestra Los efectos de los contaminantes se muestran en la página Contaminants. Probar con un método de extracción alternativo que no provoque el arrastre de contaminantes.

Fluctuación de la temperatura

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Fluctuación de la temperatura La celda de flujo ha perdido contacto con el dispositivo Comprobar que una almohadilla térmica cubra la placa metálica de la parte posterior de la celda de flujo. Reinsertar la celda de flujo y presionar para asegurarse de que las clavijas del conector están bien conectadas al dispositivo. Si el problema continúa, contacte con el servicio de asistencia técnica.

Error al intentar alcanzar la temperatura deseada

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
MinKNOW muestra el mensaje "Error al intentar alcanzar la temperatura deseada" El dispositivo ha sido colocado en un lugar a una temperatura ambiente inferior a la media o en un lugar con escasa ventilación (lo que provoca el sobrecalientamiento de las celdas de flujo). MinKNOW tiene un tiempo predeterminado para que las celdas de flujo alcancen la temperatura fijada. Una vez acabado el tiempo, aparece un mensaje de error, pero el experimento de secuenciación continua. Secuenciar a una temperatura incorrecta puede llevar a una disminución en el rendimiento y a generar un índice de calidad Qscore menor. Corrija la ubicación del dispositivo de secuenciación para asegurarse de que se encuentra a temperatura ambiente y con buena ventilación; a continuación, reinicie el proceso en MinKNOW. Para obtener más información sobre el control de temperatura de MinKNOW Mk 1B, consulte la sección de preguntas frecuentes, FAQ.

Last updated: 5/14/2024

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