Ligation sequencing DNA V14 - dual barcoding (SQK-NBD114.24 with EXP-PBC096)

概览

  • For barcoding genomic or amplicon DNA for nanopore sequencing.
  • Offering highest accuracy
  • Multiplexing up to 2,304 samples
  • Requires PCR steps
  • Compatible with R10.4.1 flow cells

For Research Use Only

Document version: DBC_9184_v114_revJ_22Mar2023

1. Overview of the protocol

Dual Barcoding V14 features:

This protocol requires the use of two kits to generate the dual barcoded libraries:

  • PCR Barcoding Expansion 1-96 (EXP-PBC096): up to 96 unique barcodes are available. These PCR barcodes are used as the primary "inner" barcodes.
  • Native Barcoding Kit 24 V14 (SQK-NBD114.24): up to 24 unique barcodes are available. These native barcodes are used as the secondary "outer" barcodes.

These kits are used in successive order and recommended for users who:
  • Want to multiplex up to 2,304 samples, depending on the barcodes they are using from each expansion.
  • Would like to achieve raw read sequencing modal accuracy of Q20+ (99%) or above.
  • Require control over read length.
  • Would like to utilise upstream processes such as size selection or whole genome amplification.

Introduction to the V14 dual barcoding protocol

This protocol allows massively parallel sequencing of up to 2,304 samples (gDNA or amplicons) on a single flow cell. It uses both the PCR Barcoding Expansion 1-96 (EXP-PBC096) and the Native Barcoding Kit 24 V14 (SQK-NBD114.24).

Samples are initially PCR barcoded with the PCR Barcoding Expansion 1-96 (EXP-PBC096), allowing up to 96 samples to be pooled together. There can be up to 24 pools of 96 samples. Each pool of 96 samples will then undergo secondary barcoding through the ligation of one of 24 native barcodes using the Native Barcoding Kit 24 V14 (SQK-NBD114.24). After secondary barcoding, all pools are combined into a single library for sequencing.

Note: For amplicon inputs, first-round PCR product with the following tailed primers are required. 5’ TTTCTGTTGGTGCTGATATTGC-[ project-specific forward primer sequence ] 3’ 5’ ACTTGCCTGTCGCTCTATCTTC-[ project-specific reverse primer sequence ] 3’

Steps in the sequencing workflow:

Prepare for your experiment

You will need to:

  • Extract your DNA, and check its length, 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

Library preparation

You will need to:

  • Prepare the DNA ends for adapter attachment
  • Attach barcoding adapters supplied in the 96 PCR Barcoding kit to the DNA ends
  • Amplify each barcoded sample by PCR, then pool the 96 samples together (up to 24 pools of 96 samples can be generated)
  • Prepare the DNA ends of your pooled samples for native barcode attachment
  • Ligate native barcodes to the DNA ends for each pool of 96 samples
  • Pool up to 24 native barcoded libraries together
  • Attach sequencing adapters supplied in the kit to the DNA ends of your combined dual barcoded libraries
  • Prime the flow cell, and load your dual barcoded DNA library into the flow cell Dual barcoding workflow V14 SD edit realigned LH

Sequencing and analysis

You will need to:

  • In the current MinKNOW software version, we recommend setting up live basecalling during the sequencing run without live barcoding. Demultiplexing of the dual barcoded reads will be carried out post-run:
    • Start a sequencing run in the MinKNOW software using SQK-LSK114, which will collect raw data from the device and basecall the reads.
    • Demultiplex your run post-sequencing unsing the MinKNOW software.
  • Start the EPI2ME software and select the barcoding workflow for further analysis (this step is optional).
重要

我们不建议在测序前混合含条码文库与无条码文库。

重要

Compatibility of this protocol

This protocol should only be used in combination with:

2. Equipment and consumables

材料
  • 100 ng of each sheared DNA sample to be barcoded in 45 µl
  • OR 100 ng first-round PCR product (with tailed primers) per sample
  • PCR Barcoding Expansion 1-96 (EXP-PBC096)
  • 免扩增条形码测序试剂盒-24 V14(SQK-NBD114.24)

耗材
  • MinION及GridION测序芯片
  • NEBNext Ultra II 末端修复/ dA尾添加模块(NEB,E7546)
  • NEBNext®快速连接模块(NEB,E6056)
  • LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix (NEB, M0533)
  • NEB Blunt/TA 连接酶预混液(NEB,M0367)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
  • 0.2 ml thin-walled PCR tubes or 0.2 ml 96-well PCR plate
  • 新制备的80%乙醇(用无核酸酶水配制)
  • Agencourt AMPure XP beads (Beckman Coulter, A63881)
  • 无核酸酶水(如ThermoFisher,AM9937)
  • Qubit™ 分析管(Invitrogen, Q32856)
  • Qubit dsDNA HS Assay(双链DNA高灵敏度检测)试剂盒(Invitrogen, Q32851)
  • (非必需)牛血清白蛋白(BSA)(50 mg/mL)(例如 Invitrogen™ UltraPure™ BSA (50 mg/mL), AM2616)

仪器
  • MinION 或 GridION 测序仪
  • MinION 及GridION 测序芯片遮光片
  • Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)
  • 迷你离心机
  • 微孔板离心机,如Fisherbrand™ 微孔板迷你离心机(Fisher Scientific, 11766427)
  • 涡旋混匀仪
  • 热循环仪
  • 磁力架
  • 多通道移液枪和枪头
  • P1000 移液枪和枪头
  • P200 移液枪和枪头
  • P100 移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
  • P2移液枪和枪头
  • 盛有冰的冰桶
  • 计时器
  • Qubit荧光计(或用于质控检测的等效仪器)
可选仪器
  • Agilent生物分析仪(或等效仪器)
  • Eppendorf 5424 离心机(或等效器材)

100 ng of gDNA is required per sample.

If using amplicons, 100 ng of first-round PCR product (with tailed primers) is required per sample.

重要

Fragmentation and size selection

For successful amplification, it is critical that the DNA fragment distribution of templates used in the PCR are <8 Kbp. If the input DNA is not < Kbp, use follow steps outline in Shearing genomic DNA using the Covaris g-TUBE™ to shear the sample to each a fragment distribution <8 Kbp.

Additionally, we offer several options for size-selecting your DNA sample to enrich for long fragments. Instructions are available in the Size Selection section of Extraction methods.

起始DNA

DNA质控

选择符合质量和浓度要求的起始DNA至关重要的。使用过少或过多的DNA,或者质量较差的DNA(如,高度碎片化、含有RNA或化学污染物的DNA)都会影响文库制备。

有关如何对DNA样品进行质控,请参考起始DNA/RNA质控实验指南

化学污染物

从原始样本中提取DNA的方法不同,可能会导致经纯化的DNA中所残留的化学污染物不同。这会影响文库的制备效率和测序质量。请在牛津纳米孔社区的 Contaminants(污染物)页面 了解更多信息。

第三方试剂

Oxford Nanopore Technologies推荐您使用本实验指南中提及的所有第三方试剂,并已对其加以验证。我们尚未对其它替代试剂进行测试。

我们建议您按制造商说明准备待用的第三方试剂.

测序芯片质检

我们强烈建议您在开始测序实验前,对测序芯片的活性纳米孔数进行质检。质检需在您收到MinION /GridION /PremethION测序芯片三个月之内进行,或者在您收到Flongle测序芯片四周内进行。Oxford Nanopore Technologies会对活性孔数量少于以下标准的芯片进行替换** :

测序芯片 芯片上的活性孔数确保不少于
Flongle 测序芯片 50
MinION/GridION 测序芯片 800
PromethION 测序芯片 5000

** 请注意:自收到之日起,芯片须一直贮存于Oxford Nanopore Technologies推荐的条件下。且质检结果须在质检后的两天内递交给我们。请您按照 测序芯片质检文档中的说明进行芯片质检。

重要

AMPure XP Beads

Within the Native Barcoding Kit 24 V14 (SQK-NBD114.24), AMPure XP Beads (AXP) are supplied at the volume needed to complete the native barcoding sections of the protocol: the second "End-prep", "Native barcode ligation" and "Adapter ligation and clean-up".

However, extra AMPure XP Beads are required for the PCR barcoding steps of the protocol: the first "End-prep", "Ligation of Barcode Adapter" and "Barcoding PCR".

Please note, other purification methods are available.

PCR Barcoding Expansion Pack 1-96 (EXP-PBC096)

2655 10999
Name Acronym Cap colour No. of vials/plates Fill volume per well (µl)
PCR Barcode Primer Mix plate BC01-96 White 1 plate 24
Barcode Adapter plate BCA Blue 1 plate 240

Layout of barcodes in the 96 tube plate

The wells of the 96 tube plate correspond to the barcodes in the following way. All barcodes are supplied at 10 µM concentration and to be used at a final concentration of 0.2 µM.

Barcode 96 plate

Capping and decapping the 96 well format

重要

本试剂盒及实验指南中所使用的免扩增接头(NA) 不能与其它测序接头互换使用。

免扩增条形码测序试剂盒-24 V14(SQK-NBD114.24)内容物

请注意: 我们正在将部分试剂的包装形式由单次管装改为瓶装,并减低EDTA的浓度。

管装试剂及高浓度装EDTA:

SQK-NBD114.24 较高浓度装EDTA的管盖为透明色。


瓶装试剂并减低EDTA浓度:

SQK-NBD114.24 bottle format 较低浓度装EDTA的管盖为蓝色。

请注意: 本产品包含由贝克曼库尔特公司(Beckman Coulter, Inc)生产的 AMPure XP 试剂,并可与试剂盒一起于-20℃下储存(试剂稳定性将不受损害)。

请注意: DNA参照(DCS)是一段可比对到Lambda基因组的3'端、长度为3.6 kb 的标准扩增子。

您可考虑购买免扩增条形码扩展包(EXP-NBA114)及测序辅助扩展包(EXP-AUX003),以最大化利用免扩增条形码试剂盒。 (1)

上述扩展包旨在提供额外的建库及测序芯片预处理试剂,方便用户使用条形码测序试剂盒中剩余的少部分条形码运行测序实验。

当联用时,两扩展包内试剂可满足12次反应。如果您在此过程中需要额外的 EDTA,我们建议使用浓度为0.25M的EDTA。如果您使用不超过24种条码进行建库,则建议为每个样本添加4 µl的EDTA;如果使用25至96种条码进行建库,则建议添加2 µl。

免扩增条形码扩展包(EXP-NBA114)内容物:

EXP-NBA114 tubes

请注意: 本产品包含由贝克曼库尔特公司(Beckman Coulter, Inc)生产的 AMPure XP 试剂,并可与试剂盒一起于-20℃储存(试剂稳定性将不受损害)。

测序辅助扩展包 V14(EXP-AUX003)内容物:

EXP-AUX003 bottles

96 barcode sequences

Component Sequence
BC01 / RB01 AAGAAAGTTGTCGGTGTCTTTGTG
BC02 / RB02 TCGATTCCGTTTGTAGTCGTCTGT
BC03 / RB03 GAGTCTTGTGTCCCAGTTACCAGG
BC04 / RB04 TTCGGATTCTATCGTGTTTCCCTA
BC05 / RB05 CTTGTCCAGGGTTTGTGTAACCTT
BC06 / RB06 TTCTCGCAAAGGCAGAAAGTAGTC
BC07 / RB07 GTGTTACCGTGGGAATGAATCCTT
BC08 / RB08 TTCAGGGAACAAACCAAGTTACGT
BC09 / RB09 AACTAGGCACAGCGAGTCTTGGTT
BC10 / RB10 AAGCGTTGAAACCTTTGTCCTCTC
BC11 / RB11 GTTTCATCTATCGGAGGGAATGGA
BC12 / RB12 CAGGTAGAAAGAAGCAGAATCGGA
BC13 / 16S13 / RB13 AGAACGACTTCCATACTCGTGTGA
BC14 / 16S14 / RB14 AACGAGTCTCTTGGGACCCATAGA
BC15 / 16S15 / RB15 AGGTCTACCTCGCTAACACCACTG
BC16 / 16S16 / RB16 CGTCAACTGACAGTGGTTCGTACT
BC17 / 16S17 / RB17 ACCCTCCAGGAAAGTACCTCTGAT
BC18 / 16S18 / RB18 CCAAACCCAACAACCTAGATAGGC
BC19 / 16S19 / RB19 GTTCCTCGTGCAGTGTCAAGAGAT
BC20 / 16S20 / RB20 TTGCGTCCTGTTACGAGAACTCAT
BC21 / 16S21 / RB21 GAGCCTCTCATTGTCCGTTCTCTA
BC22 / 16S22 / RB22 ACCACTGCCATGTATCAAAGTACG
BC23 / 16S23 / RB23 CTTACTACCCAGTGAACCTCCTCG
BC24 / 16S24 / RB24 GCATAGTTCTGCATGATGGGTTAG
BC25 / RB25 GTAAGTTGGGTATGCAACGCAATG
BC26 / RB26 CATACAGCGACTACGCATTCTCAT
BC27 / RB27 CGACGGTTAGATTCACCTCTTACA
BC28 / RB28 TGAAACCTAAGAAGGCACCGTATC
BC29 / RB29 CTAGACACCTTGGGTTGACAGACC
BC30 / RB30 TCAGTGAGGATCTACTTCGACCCA
BC31 / RB31 TGCGTACAGCAATCAGTTACATTG
BC32 / RB32 CCAGTAGAAGTCCGACAACGTCAT
BC33 / RB33 CAGACTTGGTACGGTTGGGTAACT
BC34 / RB34 GGACGAAGAACTCAAGTCAAAGGC
BC35 / RB35 CTACTTACGAAGCTGAGGGACTGC
BC36 / RB36 ATGTCCCAGTTAGAGGAGGAAACA
BC37 / RB37 GCTTGCGATTGATGCTTAGTATCA
BC38 / RB38 ACCACAGGAGGACGATACAGAGAA
BC39 / RB39 CCACAGTGTCAACTAGAGCCTCTC
BC40 / RB40 TAGTTTGGATGACCAAGGATAGCC
BC41 / RB41 GGAGTTCGTCCAGAGAAGTACACG
BC42 / RB42 CTACGTGTAAGGCATACCTGCCAG
BC43 / RB43 CTTTCGTTGTTGACTCGACGGTAG
BC44 / RB44 AGTAGAAAGGGTTCCTTCCCACTC
BC45 / RB45 GATCCAACAGAGATGCCTTCAGTG
BC46 / RB46 GCTGTGTTCCACTTCATTCTCCTG
BC47 / RB47 GTGCAACTTTCCCACAGGTAGTTC
BC48 / RB48 CATCTGGAACGTGGTACACCTGTA
BC49 / RB49 ACTGGTGCAGCTTTGAACATCTAG
BC50 / RB50 ATGGACTTTGGTAACTTCCTGCGT
BC51 / RB51 GTTGAATGAGCCTACTGGGTCCTC
BC52 / RB52 TGAGAGACAAGATTGTTCGTGGAC
BC53 / RB53 AGATTCAGACCGTCTCATGCAAAG
BC54 / RB54 CAAGAGCTTTGACTAAGGAGCATG
BC55 / RB55 TGGAAGATGAGACCCTGATCTACG
BC56 / RB56 TCACTACTCAACAGGTGGCATGAA
BC57 / RB57 GCTAGGTCAATCTCCTTCGGAAGT
BC58 / RB58 CAGGTTACTCCTCCGTGAGTCTGA
BC59 / RB59 TCAATCAAGAAGGGAAAGCAAGGT
BC60 / RB60 CATGTTCAACCAAGGCTTCTATGG
BC61 / RB61 AGAGGGTACTATGTGCCTCAGCAC
BC62 / RB62 CACCCACACTTACTTCAGGACGTA
BC63 / RB63 TTCTGAAGTTCCTGGGTCTTGAAC
BC64 / RB64 GACAGACACCGTTCATCGACTTTC
BC65 / RB65 TTCTCAGTCTTCCTCCAGACAAGG
BC66 / RB66 CCGATCCTTGTGGCTTCTAACTTC
BC67 / RB67 GTTTGTCATACTCGTGTGCTCACC
BC68 / RB68 GAATCTAAGCAAACACGAAGGTGG
BC69 / RB69 TACAGTCCGAGCCTCATGTGATCT
BC70 / RB70 ACCGAGATCCTACGAATGGAGTGT
BC71 / RB71 CCTGGGAGCATCAGGTAGTAACAG
BC72 / RB72 TAGCTGACTGTCTTCCATACCGAC
BC73 / RB73 AAGAAACAGGATGACAGAACCCTC
BC74 / RB74 TACAAGCATCCCAACACTTCCACT
BC75 / RB75 GACCATTGTGATGAACCCTGTTGT
BC76 / RB76 ATGCTTGTTACATCAACCCTGGAC
BC77 / RB77 CGACCTGTTTCTCAGGGATACAAC
BC78 / RB78 AACAACCGAACCTTTGAATCAGAA
BC79 / RB79 TCTCGGAGATAGTTCTCACTGCTG
BC80 / RB80 CGGATGAACATAGGATAGCGATTC
BC81 / RB81 CCTCATCTTGTGAAGTTGTTTCGG
BC82 / RB82 ACGGTATGTCGAGTTCCAGGACTA
BC83 / RB83 TGGCTTGATCTAGGTAAGGTCGAA
BC84 / RB84 GTAGTGGACCTAGAACCTGTGCCA
BC85 / RB85 AACGGAGGAGTTAGTTGGATGATC
BC86 / RB86 AGGTGATCCCAACAAGCGTAAGTA
BC87 / RB87 TACATGCTCCTGTTGTTAGGGAGG
BC88 / RB88 TCTTCTACTACCGATCCGAAGCAG
BC89 / RB89 ACAGCATCAATGTTTGGCTAGTTG
BC90 / RB90 GATGTAGAGGGTACGGTTTGAGGC
BC91 / RB91 GGCTCCATAGGAACTCACGCTACT
BC92 / RB92 TTGTGAGTGGAAAGATACAGGACC
BC93 / RB93 AGTTTCCATCACTTCAGACTTGGG
BC94 / RB94 GATTGTCCTCAAACTGCCACCTAC
BC95 / RB95 CCTGTCTGGAAGAAGAATGGACTT
BC96 / RB96 CTGAACGGTCATAGAGTCCACCAT

免扩增条形码的序列

内容物 正向序列 反向序列
NB01 CACAAAGACACCGACAACTTTCTT AAGAAAGTTGTCGGTGTCTTTGTG
NB02 ACAGACGACTACAAACGGAATCGA TCGATTCCGTTTGTAGTCGTCTGT
NB03 CCTGGTAACTGGGACACAAGACTC GAGTCTTGTGTCCCAGTTACCAGG
NB04 TAGGGAAACACGATAGAATCCGAA TTCGGATTCTATCGTGTTTCCCTA
NB05 AAGGTTACACAAACCCTGGACAAG CTTGTCCAGGGTTTGTGTAACCTT
NB06 GACTACTTTCTGCCTTTGCGAGAA TTCTCGCAAAGGCAGAAAGTAGTC
NB07 AAGGATTCATTCCCACGGTAACAC GTGTTACCGTGGGAATGAATCCTT
NB08 ACGTAACTTGGTTTGTTCCCTGAA TTCAGGGAACAAACCAAGTTACGT
NB09 AACCAAGACTCGCTGTGCCTAGTT AACTAGGCACAGCGAGTCTTGGTT
NB10 GAGAGGACAAAGGTTTCAACGCTT AAGCGTTGAAACCTTTGTCCTCTC
NB11 TCCATTCCCTCCGATAGATGAAAC GTTTCATCTATCGGAGGGAATGGA
NB12 TCCGATTCTGCTTCTTTCTACCTG CAGGTAGAAAGAAGCAGAATCGGA
NB13 AGAACGACTTCCATACTCGTGTGA TCACACGAGTATGGAAGTCGTTCT
NB14 AACGAGTCTCTTGGGACCCATAGA TCTATGGGTCCCAAGAGACTCGTT
NB15 AGGTCTACCTCGCTAACACCACTG CAGTGGTGTTAGCGAGGTAGACCT
NB16 CGTCAACTGACAGTGGTTCGTACT AGTACGAACCACTGTCAGTTGACG
NB17 ACCCTCCAGGAAAGTACCTCTGAT ATCAGAGGTACTTTCCTGGAGGGT
NB18 CCAAACCCAACAACCTAGATAGGC GCCTATCTAGGTTGTTGGGTTTGG
NB19 GTTCCTCGTGCAGTGTCAAGAGAT ATCTCTTGACACTGCACGAGGAAC
NB20 TTGCGTCCTGTTACGAGAACTCAT ATGAGTTCTCGTAACAGGACGCAA
NB21 GAGCCTCTCATTGTCCGTTCTCTA TAGAGAACGGACAATGAGAGGCTC
NB22 ACCACTGCCATGTATCAAAGTACG CGTACTTTGATACATGGCAGTGGT
NB23 CTTACTACCCAGTGAACCTCCTCG CGAGGAGGTTCACTGGGTAGTAAG
NB24 GCATAGTTCTGCATGATGGGTTAG CTAACCCATCATGCAGAACTATGC

3. End-prep

材料
  • 100 ng of each sheared DNA sample to be barcoded in 45 µl

耗材
  • NEBNext® Ultra II End Prep Enzyme Mix from NEBNext® Ultra II End Repair Module (NEB, E7546)
  • NEBNext® Ultra II End Prep Reaction Buffer from NEBNext® Ultra II End Repair Module (NEB, E7546)
  • 新制备的80%乙醇(用无核酸酶水配制)
  • 无核酸酶水(如ThermoFisher,AM9937)
  • Agencourt AMPure XP beads (Beckman Coulter, A63881)
  • 0.2 ml thin-walled PCR tubes or 0.2 ml 96-well PCR plate
  • Qubit™ 分析管(Invitrogen, Q32856)
  • Qubit dsDNA HS Assay(双链DNA高灵敏度检测)试剂盒(Invitrogen, Q32851)

仪器
  • P1000移液枪和枪头
  • P100移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
  • 热循环仪
  • 盛有冰的冰桶
  • Microfuge
  • 磁力架
  • Vortex mixer
可选仪器
  • Qubit荧光计(或用于质控检测的等效仪器)
CHECKPOINT

测序芯片质检

我们强烈建议您在开始文库制备前,对测序芯片的活性纳米孔数进行质检,以确保测序实验顺利运行。

详情请参阅 MinKNOW 实验指南中的 测序芯片质检说明

Prepare the NEBNext Ultra II End Repair / dA-tailing Module reagents in accordance with manufacturer's instructions, and place on ice:

For optimal performance, NEB recommend the following:

  1. Thaw all reagents on ice.

  2. Ensure the reagents are well mixed.
    Note: Do not vortex the Ultra II End Prep Enzyme Mix.

  3. Always spin down tubes before opening for the first time each day.

  4. The NEBNext Ultra II End Prep Reaction Buffer may contain a white precipitate. If this occurs, allow the mixture(s) to come to room temperature and pipette the buffer several times to break up the precipitate, followed by a quick vortex to mix.

Prepare the DNA in nuclease-free water.

  1. Transfer 100 ng DNA of each sample into a fresh 0.2 ml PCR tube or plate
  2. Adjust the volume to 45 μl with nuclease-free water
  3. Mix thoroughly by flicking the tube to avoid unwanted shearing
  4. Spin down briefly in a microfuge

Set up the end-repair reaction as follows for each library:

Reagent Volume per sample
100 ng DNA 45 µl
Ultra II End-prep reaction buffer 7 µl
Ultra II End-prep enzyme mix 3 µl
Nuclease-free water 5 µl
Total 60 µl

Mix by pipetting and briefly spin down.

Using a thermal cycler, incubate for 5 minutes at 20 °C and 5 minutes at 65 °C.

Resuspend the AMPure XP beads by vortexing.

Add 60 µl of resuspended AMPure XP beads to the end-prep reaction and mix by pipetting.

Incubate at room temperature for 5 minutes.

使用无核酸酶水,新鲜制备足量的80%乙醇。请为每个样本预留至少400 µl,并留有余量。

Spin down the samples and pellet on a magnet until supernatant is clear and colourless. Keep the samples on the magnet, and pipette off the supernatant.

Keep the samples on the magnet and wash the beads with 200 µl of freshly prepared 80% ethanol without disturbing the pellet. Remove the ethanol using a pipette and discard.

重复上述步骤。

Spin down and place the samples back on the magnetic rack. Pipette off any residual ethanol. Allow the pellet to dry for ~30 seconds, but do not dry the pellet to the point of cracking.

Remove the samples from the magnet and resuspend each pellet in 16 µl nuclease-free water. Incubate for 2 minutes at room temperature.

将离心管静置于磁力架上,直到磁珠和液相分离,且洗脱液澄清无色。

Remove eluate once it is clear and colourless. Transfer each eluted sample to a new tube or plate well.

Quantify 1 µl of end-prepped DNA using a Qubit fluorometer.

步骤结束

Take forward the end-prepped DNA into the next step. However, at this point it is also possible to store the sample at 4°C overnight.

4. Ligation of Barcode Adapter

材料
  • Barcode Adapter (BCA)

耗材
  • NEB Blunt/TA Ligase Master Mix (NEB, cat # M0367)
  • Agencourt AMPure XP beads (Beckman Coulter, A63881)
  • 无核酸酶水(如ThermoFisher,AM9937)
  • 新制备的80%乙醇(用无核酸酶水配制)
  • 0.2 ml thin-walled PCR tubes or 0.2 ml 96-well PCR plate
  • Qubit™ 分析管(Invitrogen, Q32856)
  • Qubit dsDNA HS Assay(双链DNA高灵敏度检测)试剂盒(Invitrogen, Q32851)

仪器
  • Microfuge
  • Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)
  • 涡旋混匀仪
  • 盛有冰的冰桶
  • 多通道移液枪和枪头
  • 磁力架
  • P1000 移液枪和枪头
  • P100 pipette and tips
  • P10 移液枪和枪头
  • Qubit荧光计(或用于质控检测的等效仪器)

根据生产厂家的说明准备NEB Blunt/TA 连接酶预混液,并置于冰上:

  1. 于室温下解冻试剂。

  2. 瞬时离心试剂管5秒。

  3. 上下吹打整管试剂10次,以确保充分混匀。

Spin down the Barcode Adapter (BCA), pipette mix and place on ice.

Add the reagents in the order given below, into fresh 0.2 ml PCR tubes or 96-well plate:

Reagent Volume
End-prepped DNA 15 µl
Barcode Adapter 10 µl
Blunt/TA Ligase Master Mix 25 µl
Total 50 µl

Mix by pipetting and briefly spin down.

Incubate the samples for 10 minutes at room temperature.

Resuspend the AMPure XP beads by vortexing.

Add 20 µl of resuspended AMPure XP beads to each sample for a 0.4X clean and mix by pipetting up and down ten times.

将离心管置于Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)上室温孵育5分钟。

使用无核酸酶水,新鲜制备足量的80%乙醇。请为每个样本预留至少400 µl,并留有余量。

Place on a magnetic rack, allow beads to pellet and pipette off supernatant.

Keep the samples on the magnet and wash the beads with 200 µl of freshly prepared 80% ethanol without disturbing the pellet. Remove the ethanol using a pipette and discard.

重复上述步骤。

Place the samples back on the magnet. Pipette off any residual 80% ethanol. Allow to dry for ~30 seconds, but do not dry the pellet to the point of cracking.

Remove the samples from the magnet and resuspend pellet in 25 µl nuclease-free water. Incubate for 2 minutes at room temperature.

将离心管静置于磁力架上,直到磁珠和液相分离,且洗脱液澄清无色。

Remove and retain the eluate once it is clear and colourless. Transfer each eluted sample to a fresh 0.2 ml PCR tube or plate.

  • Dispose of the pelleted beads.

Quantify 1 µl of the adapter ligated DNA using a Qubit fluorometer.

步骤结束

Take forward the adapter ligated samples into the Barcoding PCR step. However, at this point it is also possible to store the sample at 4°C overnight.

5. Barcoding PCR

材料
  • PCR Barcodes (BC01-96, at 10 µM)

耗材
  • LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix (NEB, M0533)
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
  • Eppendorf低吸附twin.tec®96孔PCR板,半裙边(Eppendorf™,0030129504)带热封
  • 或 0.2ml 薄壁PCR管
  • Agencourt AMPure XP Beads (Beckman Coulter™, A63881)
  • 新制备的80%乙醇(用无核酸酶水配制)
  • Qubit™ 分析管(Invitrogen, Q32856)
  • Qubit dsDNA HS Assay(双链DNA高灵敏度检测)试剂盒(Invitrogen, Q32851)

仪器
  • 热循环仪
  • 磁力架
  • 迷你离心机
  • P1000移液枪和枪头
  • P100 pipette and tips
  • P10 移液枪和枪头
  • Qubit荧光计(或用于质控检测的等效仪器)

Please note, this protocol is written for a template input of 100–200 fmol with PCR Barcodes (BC01-96) used at a final concentration of 0.2 µM. However, the input mass and the number of PCR cycles may be adjusted as appropriate depending on the requirements of the experiment.

Thaw the PCR Barcodes (BC01-96) required for your number of samples at room temperature. Individually mix the barcodes by pipetting, spin down, and place on ice.

重要

If using amplicon samples, ensure the samples have undergone a round of PCR with tailed primers before commencing with the protocol.

Prepare the samples in nuclease-free water:

  1. Transfer 100-200 fmol of each sample to a clear 0.2 ml PCR tube or plate
  • For 1–12 samples: Adjust the volume to 48 μl with nuclease-free water
  • For 13–96 samples: Adjust the volume to 24 μl with nuclease-free water
  1. Mix thoroughly by flicking the tube or plate to avoid unwanted shearing
  2. Spin down briefly in a microfuge

Select a unique barcode for each sample to be processed in the PCR barcoded pool.

Note: Only use one barcode per sample.

Set up a barcoding PCR reaction as follows for each library in fresh 0.2 ml PCR tubes or a 0.2 ml 96-well PCR plate.

Between each addition, pipette mix 10-20 times.

Reagent Volume per sample for using 1–12 barcodes Volume per sample for using 13 barcodes or more
PCR Barcode (one of BC1-BC96, at 10 µM) 2 µl 1 µl
Adapter-ligated DNA 48 µl 24 µl
LongAmp Taq 2x master mix 50 µl 25 µl
Total volume 100 µl 50 µl

Mix by pipetting and briefly spin down.

Amplify using the following cycling conditions:

Cycle step Temperature Time No. of cycles
Initial denaturation 94 °C 3 mins 1
Denaturation 94 °C 15 secs 15-18 (a)
Annealing 56 °C 15 secs 15-18 (a)
Extension 65 °C 6 mins (b) 15-18 (a)
Final extension 65 °C 10 mins 1
Hold 4 °C

a. Adjust accordingly if input quantities are altered.

b. Adjust accordingly for different lengths of amplicons and the type of polymerase that is being used (LongAmp Taq amplifies at a rate of 50 seconds per kb). Here 6 min is used for ~8 Kbp templates.

Resuspend the AMPure XP beads by vortexing.

Add 0.4X volume of resuspended AMPure XP Beads to each reaction and mix by flicking the tube.

Reagent Volume for 100 µl samples Volume for 50 µl samples
AMPure XP Beads 40 µl 20 µl

Incubate at room temperature for 5 minutes.

使用无核酸酶水,新鲜制备足量的80%乙醇。请为每个样本预留至少400 µl,并留有余量。

Place samples on a magnetic rack, allow beads to pellet and pipette off supernatant.

Keep the samples on the magnet and wash the beads with 200 µl of freshly prepared 80% ethanol without disturbing the pellets. Remove the ethanol using a pipette and discard.

Repeat the previous step.

Spin down and place the samples back on the magnet. Pipette off any residual ethanol. Allow to dry for ~30 seconds, but do not dry the pellets to the point of cracking.

Remove the samples from the magnetic rack and resuspend each pellet in 10 µl nuclease-free water. Incubate for 2 minutes at room temperature.

Pellet the beads on a magnetic rack until the eluate is clear and colourless.

Remove and retain 10 µl of each eluate into clean 0.2 ml PCR tubes or a clean PCR plate.

  • Dispose of the pelleted beads

Quantify the PCR barcoded samples using a Qubit fluorometer and pool all barcoded samples in the desired ratios into a 1.5 ml DNA LoBind Eppendorf tube for each PCR barcoded sample pool.

重要

Each PCR barcoded sample pool should contain 1–96 unique barcodes.

You will have up to 24 separate pools of 96 samples going into the end-prep and native barcode ligation section of the protocol.

Note: Do not mix different PCR barcoded sample pools prior to secondary "outer" barcoding.

Prepare each pooled PCR barcoded sample pool to 200 fmol (130 ng for 1 kb amplicons) in separate tubes and make the volume up to 12.5 µl nuclease-free water.

If the volume of a pool exceeds the 12.5 µl required for the end-prep reaction, consider a 2.5X AMPure XP Bead purification of the pool to concentrate your sample.

步骤结束

The pooled barcoded libraries are now ready to be end-prepped and undergo secondary barcoding. However, at this point it is also possible to store the libraries at 4°C overnight.

6. End-prep

材料
  • Up to 24 pools of PCR barcoded sample pools (with up to 96 samples in each pool), each in 12.5 µl
  • AMPure XP 磁珠(AXP)

耗材
  • NEBNext® Ultra II End Prep Enzyme Mix from NEBNext® Ultra II End Repair Module (NEB, E7546)
  • NEBNext® Ultra II End Prep Reaction Buffer from NEBNext® Ultra II End Repair Module (NEB, E7546)
  • 新制备的80%乙醇(用无核酸酶水配制)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
  • Eppendorf低吸附twin.tec®96孔PCR板,半裙边(Eppendorf™,0030129504)带热封
  • 或 0.2ml 薄壁PCR管
  • 无核酸酶水(如ThermoFisher,AM9937)
  • Qubit™ 分析管(Invitrogen, Q32856)
  • Qubit dsDNA HS Assay(双链DNA高灵敏度检测)试剂盒(Invitrogen, Q32851)

仪器
  • P1000 移液枪和枪头
  • P200 移液枪和枪头
  • P100 移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
  • P2 移液枪和枪头
  • 多通道移液枪和枪头
  • 热循环仪
  • 微孔板离心机,如Fisherbrand™ 微孔板迷你离心机(Fisher Scientific, 11766427)
  • 迷你离心机
  • 盛有冰的冰桶
  • 磁力架
  • 涡旋混匀仪
  • Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)
  • Qubit荧光计 (或用于质控检测的等效仪器)

Thaw the AMPure XP Beads (AXP) at room temperature and mix by vortexing. Keep the beads at room temperature until use.

Prepare the NEBNext Ultra II End Repair / dA-tailing Module reagents in accordance with manufacturer's instructions, and place on ice:

For optimal performance, NEB recommend the following:

  1. Thaw all reagents on ice.

  2. Ensure the reagents are well mixed.
    Note: Do not vortex the Ultra II End Prep Enzyme Mix.

  3. Always spin down tubes before opening for the first time each day.

  4. The NEBNext Ultra II End Prep Reaction Buffer may contain a white precipitate. If this occurs, allow the mixture(s) to come to room temperature and pipette the buffer several times to break up the precipitate, followed by a quick vortex to mix.

In clean 0.2 ml thin-walled PCR tubes (or a clean 96-well plate), prepare 200 fmol (130 ng for 1 kb amplicons) of each PCR barcoded sample pool.

Make up each PCR barcoded sample pool to 12.5 µl using nuclease-free water. Mix gently by pipetting and spin down.

Combine the following components per tube/well:

Between each addition, pipette mix 10 - 20 times.

Reagent Volume
PCR barcoded sample pool 12.5 µl
Ultra II End-prep Reaction Buffer 1.75 µl
Ultra II End-prep Enzyme Mix 0.75 µl
Total 15 µl
提示

We recommend making up a mastermix of the end-prep and DNA repair reagents for the total number of PCR barcoded sample pools and adding 2.5 µl to each well.

充分吹打混匀管中试剂,并于离心机内瞬时离心。

使用热循环仪,在20℃下孵育5分钟,然后在65℃下孵育5分钟。

Transfer each PCR barcoded sample pool into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

涡旋振荡以重悬AMPure XP磁珠(AXP)。

将15µl重悬的AMPure XP磁珠(AXP)加入上述各DNA末端修复反应体系中,轻弹离心管以充分混合。

将离心管置于Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)上室温孵育5分钟。

Prepare sufficient fresh 80% ethanol in nuclease-free water for all of your samples. Allow enough for 400 µl per PCR barcoded sample pool, with some excess.

将样品瞬时离心,并静置于磁力架上待磁珠和液相分离。保持离心管在磁力架上不动,用移液枪吸去清液。

Keep the tubes on the magnet and wash the beads with 200 µl of freshly prepared 80% ethanol without disturbing the pellet. Remove the ethanol using a pipette and discard.

If the pellet was disturbed, wait for beads to pellet again before removing the ethanol.

重复上述步骤。

将离心管瞬时离心后置于磁力架上。用移液枪吸走残留的乙醇。让磁珠在空气中干燥30秒,但不要干至表面开裂。

将离心管从磁力架上移开,并将磁珠重悬于10µl无核酸酶的水中。瞬时离心,然后在室温下孵育2分钟。

将离心管静置于磁力架上,直到磁珠和液相分离,且洗脱液澄清无色。

将10µl洗脱液转移至一支新的1.5ml Eppendorf DNA LoBind管中。

  • 弃掉磁珠。
CHECKPOINT

Quantify 1 µl of each eluted end-prepped PCR barcoded sample pool using a Qubit fluorometer.

重要

You will have up to 24 separate end-prepped PCR barcoded sample pools to take forward into secondary barcoding via native barcode ligation.

Note: Do not mix the PCR barcoded sample pools prior to secondary "outer" barcoding.

步骤结束

Take forward an equimolar mass of each of the end-prepped PCR barcoded sample pools to undergo secondary barcoding in the native barcode ligation step. However, at this point it is also possible to store the PCR barcoded sample pools at 4°C overnight.

7. Native barcode ligation

材料
  • 免扩增条形码(NB01-24)
  • AMPure XP 磁珠(AXP)
  • EDTA(EDTA)

耗材
  • NEB Blunt/TA 连接酶预混液(NEB,M0367)
  • 新制备的80%乙醇(用无核酸酶水配制)
  • 无核酸酶水(如ThermoFisher,AM9937)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind离心管
  • Eppendorf低吸附twin.tec®96孔PCR板,半裙边(Eppendorf™,0030129504)带热封
  • 或 0.2ml 薄壁PCR管
  • Qubit™ 分析管(Invitrogen, Q32856)
  • Qubit dsDNA HS Assay(双链DNA高灵敏度检测)试剂盒(ThermoFisher,Q32851)

仪器
  • 磁力架
  • 涡旋混匀仪
  • Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)
  • 迷你离心机
  • 热循环仪
  • 盛有冰的冰桶
  • 多通道移液枪和枪头
  • P1000 移液枪和枪头
  • P200 移液枪和枪头
  • P100 移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
  • P2 移液枪和枪头
  • Qubit荧光计(或用于质控检测的等效仪器)

根据生产厂家的说明准备NEB Blunt/TA 连接酶预混液,并置于冰上:

  1. 于室温下解冻试剂。

  2. 瞬时离心试剂管5秒。

  3. 上下吹打整管试剂10次,以确保充分混匀。

于室温下解冻EDTA,并涡旋振荡混匀,然后瞬时离心,置于冰上。

Thaw the Native Barcodes (NB01-24) required for your number of PCR barcoded sample pools at room temperature. Individually mix the barcodes by pipetting, spin down, and place them on ice.

Select a unique barcode for each PCR barcoded sample pool to be run together on the same flow cell. Up to 24 PCR barcoded sample pools can be barcoded and combined in one experiment.

Note: Only use one barcode per PCR barcoded sample pool.

In clean 0.2 ml PCR-tubes or a 96-well plate, add the reagents in the following order per well:

Between each addition, pipette mix 10 - 20 times.

Reagent Volume
End-prepped DNA (PCR barcoded sample pools) 7.5 µl
Native Barcode (NB01-24) 2.5 µl
Blunt/TA Ligase Master Mix 10 µl
Total 20 µl

轻轻吹打以充分混匀,并瞬时离心。

室温下孵育20分钟。

按下表向每管/每孔内加入对应体积的EDTA,吹打混匀,然后瞬时离心。

注意: 请根据EDTA的管盖颜色进行相应操作。

EDTA 管盖颜色 每孔/每管体积
透明管盖的EDTA 2 µl
蓝色管盖的EDTA 4 µl
提示

在此步骤中添加EDTA的目的是终止反应。

Pool all the native barcoded sample pools in a 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

Note: Ensure you follow the instructions for the cap colour of your EDTA tube.

Volume per PCR barcoded sample pool For 6 sample pools For 12 sample pools For 24 sample pools
Total volume for preps using clear cap EDTA 22 µl 132 µl 264 µl 528 µl
Total volume for preps using blue cap EDTA 24 µl 144 µl 288 µl 576 µl
提示

我们建议您在合并各带条码样本前后均查看各PCR管/板孔内液体体积是否相同,确保已将所有液体转移至离心管内。

涡旋振荡以重悬AMPure XP磁珠(AXP)。

向混合的反应体系内加入0.4X AMPure XP磁珠(AXP),吹打混匀。

注意: 请根据EDTA的管盖颜色进行相应操作。

每个样本的体积 6个样本 12个样本 24个样本
如使用 透明管盖的EDTA ,需加入的AXP磁珠的体积 9 µl 53 µl 106 µl 211 µl
如使用 蓝色管盖的EDTA ,需加入的AXP磁珠的体积 10 µl 58 µl 115 µl 230 µl

将离心管置于Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)上室温孵育10分钟。

准备 2 ml 新制备的80%乙醇(用无核酸酶水配制)。

将样品瞬时离心,再静置于磁力架上5分钟待磁珠和液相分离。保持离心管在磁力架上不动,直到洗脱液澄清无色,吸出上清。

保持离心管在磁力架上不动,以700µl新鲜制备的80%乙醇洗涤磁珠。小心不要扰动磁珠。用移液枪将乙醇吸走并弃掉。

如在此过程中不慎扰动磁珠,请静待磁珠和液相分离后再吸出乙醇。

重复上述步骤。

将离心管瞬时离心后置于磁力架上。用移液枪吸走残留的乙醇。让磁珠在空气中干燥约30秒,但不要干至表面开裂。

将离心管从磁力架上移开。将磁珠重悬于35µl的无核酸酶水中,轻弹离心管混匀。

37℃下孵育10分钟。请每两分钟轻弹离心管10秒以搅动样本,促进DNA洗脱。

将离心管静置于磁力架上,直到磁珠和液相分离,且洗脱液澄清无色。

将此35µl洗脱液转移至一支新的1.5ml Eppendorf DNA LoBind管中。

CHECKPOINT

取1µl洗脱样品,用Qubit荧光计定量。

步骤结束

Take forward the dual barcoded DNA library to the adapter ligation and clean-up step. However, at this point it is also possible to store the library at 4°C overnight.

8. Adapter ligation and clean-up

材料
  • 长片段缓冲液(LFB)
  • 短片段缓冲液(SFB)
  • 洗脱缓冲液(EB)
  • 免扩增接头(NA)
  • AMPure XP 磁珠(AXP)

耗材
  • NEBNext®快速连接模块(NEB,E6056)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
  • Qubit™ 分析管(Invitrogen, Q32856)
  • Qubit dsDNA HS Assay(双链DNA高灵敏度检测)试剂盒(ThermoFisher,Q32851)

仪器
  • 迷你离心机
  • 磁力架
  • 涡旋混匀仪
  • Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)
  • 热循环仪
  • P1000 移液枪和枪头
  • P200 移液枪和枪头
  • P100 移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
  • 盛有冰的冰桶
  • Qubit荧光计(或用于质控检测的等效仪器)
重要

本试剂盒及实验指南中所使用的免扩增接头(NA) 不能与其它测序接头互换使用。

根据生产厂家的说明准备NEBNext 快速连接反应模块,并置于冰上:

  1. 于室温下解冻试剂。

  2. 瞬时离心试剂管5秒。

  3. 下吹打全部体积的试剂10次,以确保充分混匀。 注意: 请勿涡旋振荡快速T4 DNA连接酶。

NEBNext快速连接反应缓冲液(5x)内可能存在少量沉淀。请待该缓冲液回复至室温后,吹打数次使沉淀溶解,再涡旋振荡数秒以充分混匀。

重要

请勿涡旋振荡快速T4 DNA连接酶。

将免扩增接头(NA)和T4连接酶瞬时离心后吹打混匀,然后置于冰上。

将洗脱缓冲液(EB)于室温下解冻,涡旋振荡混匀后,再瞬时离心,置于冰上。

重要

接头连接后的纯化步骤,可通过选择不同缓冲液,按需富集大于3kb的DNA片段(LFB),或均等纯化所有大小的片段(SFB)。

  • 如若富集3kb或更长的DNA片段,请使用长片段缓冲液(LFB)
  • 如需保留所有大小的DNA片段,请使用短片段缓冲液(SFB)

请在室温下按需解冻一管长片段缓冲液(LFB)或短片段缓冲液(SFB),涡旋振荡混合,瞬时离心后置于冰上。

In a 1.5 ml Eppendorf LoBind tube, mix in the following order:

Between each addition, pipette mix 10 - 20 times.

Reagent Volume
Pooled barcoded libraries 30 µl
Native Adapter (NA) 5 µl
NEBNext Quick Ligation Reaction Buffer (5X) 10 µl
Quick T4 DNA Ligase 5 µl
Total 50 µl

轻轻吹打以充分混匀,并瞬时离心。

室温下孵育20分钟。

重要

以下纯化步骤中使用长片段缓冲液(LFB)或短片段缓冲液(SFB)洗涤磁珠,而非80%乙醇。使用乙醇将对测序反应产生不利影响。

涡旋振荡以重悬AMPure XP磁珠。

将20µl重悬的AMPure XP磁珠加入反应体系中,吹打混匀。

将离心管置于Hula混匀仪(低速旋转式混匀仪)上室温孵育10分钟。

将样品瞬时离心,并静置于磁力架上待磁珠和液相分离。保持离心管在磁力架上不动,用移液枪吸去清液。

用125μl的长片段缓冲液(LFB)或短片段缓冲液(SFB)洗涤磁珠。轻弹离心管将磁珠混匀后,将离心管瞬时离心,再放回磁力架,静置待磁珠和液相分离。保持离心管在磁力架上不动,用移液枪吸出清液并丢弃。

重复上述步骤。

将离心管瞬时离心后置于磁力架上。用移液枪吸走残留的清液。

将离心管从磁力架上移开。将磁珠重悬于15µl洗脱缓冲液中(EB)。

瞬时离心,然后在37℃下孵育10分钟。请每两分钟轻弹离心管10秒以搅动样本,促进DNA洗脱。

将离心管静置于磁力架上至少一分钟,直到磁珠和液相分离,且洗脱液澄清无色。

将此15µl洗脱液转移至一支新的1.5ml Eppendorf DNA LoBind管中。

丢弃磁珠

CHECKPOINT

取1µl洗脱样品,用Qubit荧光计定量。

根据您的 DNA 文库片段的大小,请使用洗脱缓冲液(EB)将最终文库的体积调整至 12 µl。

文库片段长度 测序芯片上样量
非常短 (<1 kb) 100 fmol
短 (1-10 kb) 35–50 fmol
长 (>10 kb) 300 ng

请注意: 如您的文库产量低于我们的推荐值,请使用全部文库上样。

您可按需使用质量与摩尔数转换计算器,如 NEB 计算器

步骤结束

构建好的文库即可用于测序芯片上样。在上样前,请将文库置于冰上。

提示

文库保存建议

若为 短期 保存或重复使用(例如在清洗芯片后再次上样),我们建议将文库置于Eppendorf LoBind 离心管中 4℃ 保存。 若为一次性使用且储存时长 __超过3个月__,我们建议将文库置于Eppendorf LoBind 离心管中 -80℃ 保存。

可选操作

如DNA文库量足够,您可选择使用洗脱缓冲液(EB)稀释文库,再拆分上样至多张测序芯片。

根据测序芯片的数目,洗脱缓冲液的实际需求量可能会高于本试剂盒中该缓冲液的供应量。

9. SpotON 测序芯片的预处理及上样

材料
  • 测序芯片冲洗液(FCF)
  • 测序芯片系绳(FCT)
  • 文库溶液(LIS)
  • 文库颗粒(LIB)
  • 测序缓冲液(SB)

耗材
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
  • MinION 和 GridION测序芯片
  • 无核酸酶水(如ThermoFisher,AM9937)
  • (非必需)牛血清白蛋白(BSA)(50 mg/mL)(例如 Invitrogen™ UltraPure™ BSA (50 mg/mL), AM2616)

仪器
  • MinION 或 GridION 测序仪
  • MinION 及GridION 测序芯片遮光片
  • P1000 移液枪和枪头
  • P100 移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
重要

请注意:本试剂盒仅兼容R10.4.1测序芯片(FLO-MIN114)。

提示

测序芯片的预处理及上样

我们建议所有新用户在首次运行测序芯片前,观看视频测序芯片的预处理及上样

使用文库溶液

对大多数测序实验,我们建议您使用文库颗粒(LIB)给测序芯片上样。然而,对于粘稠的文库,借助文库颗粒上样可能会比较困难,此时使用文库溶液(LIS)可能更为合适。

于室温下解冻测序缓冲液(SB)、文库颗粒(LIB)或文库溶液(LIS)、测序芯片系绳(FCT)和一管测序芯片冲洗液(FCF)。完全解冻后,涡旋振荡混匀,然后瞬时离心并置于冰上。

重要

为在MinION及GridION R10.4.1测序芯片(FLO-MIN114)上获得最优的测序表现并提高测序产出,我们推荐您向测序芯片预处理液中加入终浓度为0.2 mg/ml的牛血清白蛋白(BSA)。

请注意: 我们不推荐使用其它类型的白蛋白(例如重组人血清白蛋白)。

按下表制备测序芯片的预处理液,室温下吹打混匀。

请注意: 我们正在将部分试剂的包装形式由单次管装改为瓶装。请按照与您所用试剂盒包装相对应的说明操作。

单次使用管装: 向一整管测序芯片冲洗液(FCF)中加入5µl 50mg/ml的牛血清白蛋白(BSA)及 30µl 测序芯片系绳(FCT)。

瓶装: 请另拿一支适当体积的离心管制备测序芯片预处理液:

试剂 体积(每张芯片)
测序芯片冲洗液 (FCF) 1,170 µl
50mg/ml的牛血清白蛋白 (BSA) 5 µl
测序芯片系绳 (FCT) 30 µl
总体积 1,205 µl

打开MinION或GridION测序仪的盖子,将测序芯片插入金属固定夹的下方。用力向下按压芯片,以确保正确的热、电接触。

中文-测序芯片预处理上样1a

中文-测序芯片预处理上样1b

可选操作

为文库上样前,完成测序芯片检测,查看可用孔数目。

如此前已对测序芯片进行过质检,则此步骤可省略。

更多信息,请查看MinKNOW实验手册的 测序芯片质检 部分。

顺时针转动预处理孔孔盖,使预处理孔显露出来。

中文-测序芯片预处理上样2

重要

从测序芯片中反旋排出缓冲液。请勿吸出超过20-30µl的缓冲液,并确保芯片上的纳米孔阵列一直有缓冲液覆盖。将气泡引入阵列会对纳米孔造成不可逆转地损害。

将预处理孔打开后,检查孔周围是否有小气泡。请按照以下方法,从孔中排出少量液体以清除气泡:

  1. 将P1000移液枪转至200µl刻度。
  2. 将枪头垂直插入预处理孔中。
  3. 反向转动移液枪量程调节转纽,直至移液枪刻度在220-230 µl之间,或直至您看到有少量缓冲液进入移液枪枪头。
    __请注意:__ 肉眼检查,确保从预处理孔到传感器阵列的缓冲液连续且无气泡。

中文-测序芯片预处理上样3

通过预处理孔向芯片中加入800µl预处理液,避免引入气泡。等待5分钟。在此期间,请按照以下步骤准备用于上样的DNA文库。

中文-测序芯片预处理上样4

将含有文库颗粒的LIB管用移液枪吹打混匀。

重要

LIB管内的文库颗粒分散于悬浮液中。由于颗粒沉降速度非常快,因此请在混匀颗粒后立即使用。

对于大多数测序实验,我们建议您使用文库颗粒(LIB)。但如文库较为粘稠,您可考虑使用文库溶液(LIS)。

在一支新的1.5ml Eppendorf LoBind离心管中,按下表所示准备上样文库:

试剂 体积(每张测序芯片)
测序缓冲液(SB) 37.5 µl
文库颗粒(LIB),使用前即时混匀;或文库溶液(LIS) 25.5 µl
DNA文库 12 µl
总体积 75 µl

完成测序芯片的预处理:

  1. 轻轻地翻起SpotON上样孔盖,使SpotON上样孔显露出来。 中文-测序芯片预处理上样5
  2. 通过预处理孔(而 SpotON加样孔)向芯片中加入200µl预处理液,避免引入气泡。 中文-测序芯片预处理上样6

临上样前,用移液枪轻轻吹打混匀制备好的文库。

通过SpotON加样孔向芯片中逐滴加入75µl样品。确保液滴流入孔内后,再加下一滴。

中文-测序芯片预处理上样7

轻轻合上SpotON加样孔孔盖,确保塞头塞入加样孔内。逆时针转动预处理孔孔盖,盖上预处理孔。

中文-测序芯片预处理上样8

中文-测序芯片预处理上样9

重要

为获得最佳测序产出,在文库样本上样后,请立即在测序芯片上安装遮光片。

我们建议在清洗芯片并重新上样时,将遮光片保留在测序芯片上。一旦文库从测序芯片中吸出,即可取下遮光片。

按下述步骤安装测序芯片遮光片:

  1. 小心将遮光片的前沿(平端)与金属固定夹的边沿对齐。 请注意: 请勿将遮光片强行压到固定夹下方。

  2. 将遮光片轻轻盖在测序芯片上。遮光片的SpotON加样孔孔盖缺口应与芯片上的SpotON加样孔孔盖接合,遮盖住整个测序芯片的前部。

MinION加装遮光片

注意

MinION测序芯片的遮光片并非固定在测序芯片上,因此当为芯片加装遮光片后,请小心操作。

步骤结束

小心合上测序设备上盖并在MinKNOW上设置测序实验。

10. Data acquisition and basecalling

纳米孔数据分析概览

有关纳米孔数据分析的完整概述,包括碱基识别和次级分析,请参阅 数据分析 文档。

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. Instructions for this can be found in the MinKNOW protocol.

MinKNOW settings for real-time basecalling:

We recommend setting up real-time basecalling as follows:

Real-time basecalling

Follow the instructions in the MinKNOW protocol beginning from the "Starting a sequencing run" section for your device until the end of the "Completing a MinKNOW run" section.

Select Ligation Sequencing Kit (SQK-LSK114) in "Kit selection". The barcoding option will be unavailable as default. Other parameters can be kept at their default settings.

Picture1

Post-run barcode demultiplexing:

We currently recommend performing demultiplexing for the dual barcoding protocol post-sequencing using the Guppy software.

For a complete guide please refer to our Guppy protocol

Barcode demultiplexing in Guppy for dual barcoding:

To demultiplex your reads by barcode, use the dual barcoding configuration file, specifying the barcode kit as "EXP-DUAL00":

guppy_barcoder --input_path <folder containing FASTQ and/or FASTA files> --save_path <output folder> --config configuration_dual.cfg --barcode_kits "EXP-DUAL00"

For more information and instructions on how to use Guppy, please refer to the relevant sections of the protocol:

Barcode demultiplexing Quick Start

11. Downstream analysis

下游分析

您可以选择以下几个途径来进一步分析经过碱基识别的数据:

1. EPI2ME 工作流程

Oxford Nanopore Technologies通过EPI2ME Labs平台提供了一系列针对高阶数据分析的生物信息学教程和工作流程。上述资源汇总于纳米孔社区的 EPI2ME Labs 板块。该平台通过描述性文字、生物信息学代码和示例数据,具象化地展示出我们的研究和应用团队发布在 GitHub 上的工作流程。

2. 科研分析工具

Oxford Nanopore Technologies的研发部门开发了许多分析工具,您可在Oxford Nanopore的 GitHub 资料库中找到。这些工具面向有一定经验的用户,并包含如何安装和运行软件的说明。工具以源代码形式提供,因此我们仅提供有限的技术支持。

3. 纳米孔社区用户开发的分析工具

如果以上工具仍无法为您提供解决研究问题的分析方法,请参考资源中心的生物信息学板块。该板块汇总了许多由纳米孔社区成员开发、且在Github上开源的、针对纳米孔数据的生信分析工具。请注意,Oxford Nanopore Technologies不为这些工具提供支持,也不能保证它们与测序所用的最新的化学试剂/软件配置兼容。

12. 测序芯片的重复利用及回收

材料
  • 测序芯片清洗剂盒(EXP-WSH004)

完成测序实验后,如您希望再次使用测序芯片,请按照测序芯片清洗试剂盒的说明进行操作,并将清洗后的芯片置于2-8℃保存。

您可在纳米孔社区获取 测序芯片清洗试剂盒实验指南

提示

我们建议您在停止测序实验后尽快清洗测序芯片。如若无法实现,请将芯片留在测序设备上,于下一日清洗。

请按照“回收程序”清洗好芯片,以便送回Oxford Nanopore。

您可在 此处找到回收测序芯片的说明。

请注意: 在将测序芯片寄回之前,请使用去离子水对每张芯片进行冲洗。

重要

如果您遇到问题或对测序实验有疑问,请参阅本实验指南在线版本中的“疑难解答指南”一节。

13. Issues during DNA/RNA extraction and library preparation for Kit 14

以下表格列出了常见问题,以及可能的原因和解决方法。

我们还在 Nanopore 社区的“Support”板块 提供了常见问题解答(FAQ)。

如果以下方案仍无法解决您的问题,请通过电邮(support@nanoporetech.com))或微信公众号在线支持(NanoporeSupport)联系我们。

低质量样本

现象 可能原因 措施及备注
低纯度DNA(Nanodrop测定的DNA吸光度比值260/280<1.8,260/230 <2.0-2.2) 用户所使用的DNA提取方法未能达到所需纯度 您可在 污染物专题技术文档 中查看污染物对后续文库制备和测序实验的影响。请尝试其它不会导致污染物残留的 提取方法

请考虑将样品再次用磁珠纯化。
RNA完整度低(RNA完整值(RIN)<9.5,或rRNA在电泳凝胶上的条带呈弥散状) RNA在提取过程中降解 请尝试其它 RNA 提取方法。您可在 RNA完整值专题技术文档 中查看更多有关RNA完整值(RIN)的介绍。更多信息,请参阅 DNA/RNA 操作 页面。
RNA的片段长度短于预期 RNA在提取过程中降解 请尝试其它 RNA 提取方法。 您可在 RNA完整值专题技术文档中查看更多有关RNA完整值(RIN)的介绍。更多信息,请参阅DNA/RNA 操作 页面。

我们建议用户在无RNA酶污染的环境中操作,并确保实验设备没有受RNA酶污染.

经AMPure磁珠纯化后的DNA回收率低

现象 可能原因 措施及备注
低回收率 AMPure磁珠量与样品量的比例低于预期,导致DNA因未被捕获而丢失 1. AMPure磁珠的沉降速度很快。因此临加入磁珠至样品前,请确保将磁珠重悬充分混匀。

2. 当AMPure磁珠量与样品量的比值低于0.4:1时,所有的DNA片段都会在纯化过程中丢失。
低回收率 DNA片段短于预期 AMPure磁珠量与样品量的比值越低,针对短片段的筛选就越严格。每次实验时,请先使用琼脂糖凝胶(或其他凝胶电泳方法)确定起始DNA的长度,并据此计算出合适的AMPure磁珠用量。 SPRI cleanup
末端修复后的DNA回收率低 清洗步骤所用乙醇的浓度低于70% 当乙醇浓度低于70%时,DNA会从磁珠上洗脱下来。请确保使用正确浓度的乙醇。

14. Issues during the sequencing run for Kit 14

以下表格列出了常见问题,以及可能的原因和解决方法。

我们还在 Nanopore 社区的“Support”板块 提供了常见问题解答(FAQ)。

如果以下方案仍无法解决您的问题,请通过电邮(support@nanoporetech.com))或微信公众号在线支持(NanoporeSupport)联系我们。

Mux扫描在测序起始时报告的活性孔数少于芯片质检时报告的活性孔数

现象 可能原因 措施及备注
MinKNOW Mux 扫描在测序起始时报告的活性孔数少于芯片质检时报告的活性孔数 纳米孔阵列中引入了气泡 在对通过质控的芯片进行预处理之前,请务必排出预处理孔附近的气泡。否则,气泡会进入纳米孔阵列对其造成不可逆转地损害。 视频中演示了避免引入气泡的最佳操作方法。
MinKNOW Mux 扫描在测序起始时报告的活性孔数少于芯片质检时报告的活性孔数 测序芯片没有正确插入测序仪 停止测序,将芯片从测序仪中取出,再重新插入测序仪内。请确保测序芯片被牢固地嵌入测序仪中,且达到目标温度。如用户使用的是GridION/PromethION测序仪,也可尝试将芯片插入仪器的其它位置进行测序。
inKNOW Mux 扫描在测序起始时报告的活性孔数少于芯片质检时报告的活性孔数 文库中残留的污染物对纳米孔造成损害或堵塞 在测序芯片质检阶段,我们用芯片储存缓冲液中的质控DNA分子来评估活性纳米孔的数量。而在测序开始时,我们使用DNA文库本身来评估活性纳米孔的数量。因此,活性纳米孔的数量在这两次评估中会有约10%的浮动。

如测序开始时报告的孔数明显降低,则可能是由于文库中的污染物对膜结构造成了损坏或将纳米孔堵塞。用户可能需要使用其它的DNA/RNA提取或纯化方法,以提高起始核酸的纯度。您可在 污染物专题技术文档中查看污染物对测序实验的影响。请尝试其它不会导致污染物残留的 提取方法

MinKNOW脚本失败

现象 可能原因 措施及备注
MinKNOW显示 "Script failed”(脚本失败)
重启计算机及MinKNOW。如问题仍未得到解决,请收集 MinKNOW 日志文件 并联系我们的技术支持。 如您没有其他可用的测序设备,我们建议您先将装有文库的测序芯片置于4°C 储存,并联系我们的技术支持团队获取进一步储存上的建议。

纳米孔利用率低于40%

现象 可能原因 措施及备注
纳米孔利用率<40% 测序芯片中的文库量不足 向MinION/GridION测序芯片中加入10–20 fmol的优质文库。请在上样前对文库进行定量,并使用 Promega Biomath Calculator 等工具中的“ dsDNA:µg to pmol”功能来计算DNA分子的摩尔量。
纳米孔利用率接近0 尽管您使用了免扩增条形码测序试剂盒,但在接头连接后的纯化步骤中,您并未使用LFB或SFB洗涤,而是选用了酒精。 酒精可导致测序接头上的马达蛋白变性。请确保在测序接头连接后使用LFB或SFB。
纳米孔利用率接近0 测序芯片中无系绳 系绳(FCT管)随预处理液加入芯片。因此在制备预处理液时,请确保将FCT加入测序芯片冲洗液(FCF)中。

读长短于预期

现象 可能原因 措施及备注
读长短于预期 DNA样本降解 读长反映了起始DNA片段的长度。起始DNA在提取和文库制备过程中均有可能被打断。

1. 1. 请查阅纳米孔社区中的 提取方法 以获得最佳DNA提取方案。

2. 在进行文库制备之前,请先跑电泳,查看起始DNA片段的长度分布。DNA gel2 在上图中,样本1为高分子量DNA,而样本2为降解样本。

3. 在制备文库的过程中,请避免使用吹打或/和涡旋振荡的方式来混合试剂。轻弹或上下颠倒离心管即可。

大量纳米孔处于不可用状态

现象 可能原因 Comments and actions
大量纳米孔处于不可用状态 (在通道面板和纳米孔活动状态图上以蓝色表示)

image2022-3-25 10-43-25 上方的纳米孔活动状态图显示:状态为不可用的纳米孔的比例随着测序进程而不断增加。
样本中含有污染物 使用MinKNOW中的“Unblocking”(疏通)功能,可对一些污染物进行清除。 如疏通成功,纳米孔的状态会变为"测序孔". 若疏通后,状态为不可用的纳米孔的比例仍然很高甚至增加:

1. 用户可使用 测序芯片冲洗试剂盒(EXP-WSH004)进行核酸酶冲洗 can be performed, 操作,或
2. 使用PCR扩增目标片段,以稀释可能导致问题的污染物。

大量纳米孔处于失活状态

现象 可能原因 措施及备注
大量纳米孔处于失活状态(在通道面板和纳米孔活动状态图上以浅蓝色表示。膜结构或纳米孔遭受不可逆转地损伤) 测序芯片中引入了气泡 在芯片预处理和文库上样过程中引入的气泡会对纳米孔带来不可逆转地损害。请观看 测序芯片的预处理及上样 视频了解最佳操作方法。
大量纳米孔处于失活/不可用状态 文库中存在与DNA共纯化的化合物 与植物基因组DNA相关的多糖通常能与DNA一同纯化出来。

1. 请参考 植物叶片DNA提取方法
2. 使用QIAGEN PowerClean Pro试剂盒进行纯化。
3. 利用QIAGEN REPLI-g试剂盒对原始gDNA样本进行全基因组扩增。
大量纳米孔处于失活/不可用状态 样本中含有污染物 您可在 污染物专题技术文档 中查看污染物对测序实验的影响。请尝试其它不会导致污染物残留的提取方法。

运行过程中过孔速度和数据质量(Q值)降低

现象 可能原因 措施及备注
运行过程中过孔速度和数据质量(Q值)降低 对试剂盒9系列试剂(如SQK-LSK109),当测序芯片的上样量过多时(请参阅相应实验指南获取推荐文库用量),能量消耗通常会加快。 请按照MinKNOW 实验指南中的说明为测序芯片补充能量。请在后续实验中减少测序芯片的上样量。

温度波动

现象 可能原因 措施及备注
温度波动 测序芯片和仪器接触不良 检查芯片背面的金属板是否有热垫覆盖。重新插入测序芯片,用力向下按压,以确保芯片的连接器引脚与测序仪牢固接触。如问题仍未得到解决,请联系我们的技术支持。

未能达到目标温度

现象 可能原因 措施及备注
MinKNOW显示“未能达到目标温度” 测序仪所处环境低于标准室温,或通风不良(以致芯片过热) MinKNOW会限定测序芯片达到目标温度的时间。当超过限定时间后,系统会显示出错信息,但测序实验仍会继续。值得注意的是,在错误温度下测序可能会导致通量和数据质量(Q值)降低。请调整测序仪的摆放位置,确保其置于室温下、通风良好的环境中后,再在MinKNOW中继续实验。有关MinION MK1B温度控制的更多信息,请参考此 FAQ (常见问题)文档。

Last updated: 8/21/2024

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