Rapid sequencing V14 - Amplicon sequencing (SQK-RBK114.24 or SQK-RBK114.96)

Overview

  • The fastest and simplest protocol to sequence amplicon DNA
  • For multiplexing up to 96 single species amplicon samples
  • Optimised for 500 bp – 5 kb amplicons.
  • Library preparation time ~60 minutes
  • High yield
  • Fragmentation
  • 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: RAA_9198_v114_revH_29Nov2023

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 amplicon sequencing using the Rapid Barcoding Kit 24 or 96 V14

This protocol describes how to carry out rapid barcoding of amplicon DNA using the Rapid Barcoding Kit 24 or 96 V14 (SQK-RBK114.24 or SQK-RBK114.96) to sequence up to 96 single amplicon samples. This method allows you to perform your own amplicon sequencing and validation with a quick turn-around time, without the need for primers and a reference, and with competitive price per sample. Using this method, PCR amplicons ranging from 500 bp to 5 kb can be sequenced, which allows users to check that each amplicon is the correct size and no mutations have been introduced during PCR amplification.

The analysis workflow is not intended for marker gene sequencing of mixtures/communities of different organisms (e.g. 16S sequencing). In de-novo consensus mode it expects a single amplicon per barcode. When running in variant calling mode, multiple amplicons per barcode can be processed, but their sequences need to be sufficiently different from each other so that most reads only align to one of the provided references.

We recommend new users to sequence for 12 hours, although a shorter run-time (e.g. 4 hours) may be sufficient to generate enough reads per target. We suggest generating 150X or ~1500 reads per target. In most cases, this should be sufficient data to perform analysis.

After sequencing, we recommend performing downstream analysis using the EPI2ME amplicon workflow (wf-amplicon).

The results of the workflow include an interactive HTML report, FASTQ files with the consensus sequences of the amplicons, and BAM files with alignments of the input reads re-aligned against the consensus. Optionally, a reference with the expected amplicon sequences can be supplied to the workflow, in which case VCF files with variants called against that reference are additionally emitted.

Detailed instructions for setting up MinKNOW and the EPI2ME workflow are included in this protocol.

Steps in the sequencing workflow:

Prepare for your experiment

You will need to:

  • Extract your DNA, and check its length, quantity and purity using the Input DNA/RNA QC protocol. The quality checks performed during the protocol are essential in ensuring experimental success.
  • Ensure your primer design is correct prior to amplicon generation.
    Note: To make sure that the whole region of interest is captured when using Rapid Barcoding Kits, the primers should be designed such that they include an extra of 15-20 bp at the start and end of the actual target sequence.
  • Generate your amplicon sample(s) by PCR amplification.
  • 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

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
PCR clean-up AMPure XP Bead purification (or equivalent) of amplicon samples to remove PCR artifacts 25 minutes 4°C overnight
Amplicon DNA barcoding Tagmentation of the amplicon 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

Amplicon V14 workflow SVG April2024

Sequencing and analysis

You will need to:

  • Start a sequencing run using the MinKNOW software, which will collect raw data from the device into basecalled reads and will perform barcode demultiplexing.
  • Start the EPI2ME software and use the EPI2ME amplicon workflow (wf-amplicon) for analysis.
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 Mk1C - MinION Mk1C IT requirements document
  • MinION Mk1B - MinION IT Requirements document

2. Equipment and consumables

Material
  • 50 ng amplicon DNA per sample (500 bp – 5 kb amplicon size)
  • Rapid Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RBK114.24) OR Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96)

Consumibles
  • Celda de flujo MinION/GridION
  • Agencourt AMPure XP beads (Beckman Coulter™, A63881) (or equivalent for DNA purification)
  • Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen Q32851) (kit de ensayo ADNbc alta sensibilidad)
  • (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)
  • Tubos de ensayo Qubit™ (Invitrogen Q32856)
  • Tubos de 1,5 ml Eppendorf DNA LoBind
  • 0.2 ml thin-walled PCR tubes or 0.2 ml 96-well PCR plate
  • 2 ml Eppendorf DNA LoBind tubes

Instrumental
  • Dispositivo MinION o GridION
  • Pantalla protectora para celdas de flujo MinION
  • Mezclador Hula (mezclador giratorio suave)
  • Microplate centrifuge, e.g. Fisherbrand™ Mini Plate Spinner Centrifuge (Fisher Scientific, 11766427)
  • Microcentrífuga
  • Mezclador vórtex
  • Termociclador o termobloque
  • Fluorímetro Qubit (o equivalente para el control de calidad)
  • Gradilla magnética
  • Pipeta y puntas P1000
  • Pipeta y puntas P200
  • Pipeta y puntas P100
  • Pipeta y puntas P20
  • Pipeta y puntas P2
  • Multichannel pipette and tips
  • Cubeta con hielo
  • Temporizador
IMPORTANTE

Ensure you have correctly designed your primer sequence prior to amplicon generation and library preparation.

Due to the nature of how Rapid Barcoding Kits reads are sequenced and limitations of correctly assembling terminal ends of linear sequences, small truncations (~10-20 bp) at both ends of the generated consensus can occur.

This means that part of the primer sequence (or potentially the whole primer and a few more bases depending on primer length) might be missing from the consensus sequence produced by the analysis workflow.

To make sure that the whole region of interest is captured when using Rapid Barcoding Kits, the primers should be designed such that they include an extra of 15-20 bp at the start and end of the actual target sequence.

For this protocol, you will need 50 ng of single species amplicon DNA per sample.

We recommend performing a purification step following the PCR reaction used to generate your amplicons. Please use standard methods appropriate for the amplicon size, such as AMPure XP beads. This step ensures the removal of proteins, salts, dNTPs, and primers, which could potentially impact the library preparation and subsequent analysis workflow.

Please note that while alternative methods exist, they have not been validated by our internal teams.

This method is intended for barcoding single species amplicon samples and is not suitable for mixed species amplicons.

IMPORTANTE

The wf-amplicon workflow is optimised for 500 bp – 5 kb amplicons.

Sequencing amplicons <500 bp or >5 kb may result in sub-optimal performance.

Further work is ongoing to broaden the range of amplicons compatible with this end-to-end workflow.

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

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

Single-use tubes format:

RBK114.24 tubes

Bottle format:

SQK-RBK114.24 tubes v1

Note: 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)

Note: 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. Library preparation

Material
  • 50 ng amplicon DNA per sample (500 bp – 5 kb amplicon size)
  • 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)

Consumibles
  • Agencourt AMPure XP beads (Beckman Coulter™, A63881) (or equivalent for DNA purification)
  • 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
  • Tubos de ensayo Qubit™ (Invitrogen Q32856)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 0.2 ml thin-walled PCR tubes or 0.2 ml 96-well PCR plate
  • 2 ml Eppendorf DNA LoBind tubes

Instrumental
  • Termociclador
  • Microplate centrifuge, e.g. Fisherbrand™ Mini Plate Spinner Centrifuge (Fisher Scientific, 11766427)
  • Microcentrífuga
  • Mezclador vórtex
  • Mezclador Hula (mezclador giratorio suave)
  • Gradilla magnética
  • 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
  • Cubeta con hielo
  • Timer
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.

IMPORTANTE

PCR clean-up of amplicon DNA samples

We recommend performing a purification step following the PCR reaction used to generate your amplicons. Please use standard methods appropriate for the amplicon size, such as AMPure XP beads. This step ensures the removal of proteins, salts, dNTPs, and primers, which could potentially impact the library preparation and subsequent analysis workflow.

Please note that while alternative methods exist, they have not been validated by our internal teams.

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, as follows. Approximately 50 ng of amplicon DNA is required in 9 µl of volume for each sample for barcoding.

  • Dilute your amplicon DNA samples with nuclease-free water to approximately 50 ng. See the table below for dilutions:
Starting Conc. Volume of DNA Volume of nuclease-free water Total volume
100 ng/µl 2 µl 34 µl 36 µl
90 ng/µl 2 µl 31 µl 33 µl
80 ng/µl 2 µl 27 µl 29 µl
70 ng/µl 3 µl 35 µl 38 µl
60 ng/µl 2 µl 20 µl 22 µl
50 ng/µl 2 µl 16 µl 18 µl
40 ng/µl 5 µl 31 µl 36 µl
30 ng/µl 5 µl 22 µl 27 µl
20 ng/µl 5 µl 13 µl 18 µl
10 ng/µl 10 µl 8 µl 18 µl
<5.56 ng/µl 9 µl 0 µl 9 µl
  • Pipette mix the dilutions, and spin down briefly.
  • Add 9 µl of volume for each sample into a 0.2 ml PCR tube or plate.

Select a unique barcode for every sample to be run together on the same flow cell. Up to 96 samples can be barcoded and combined in one experiment.

Please note: Only use one barcode per sample.

In 0.2 ml thin-walled PCR tubes or plate, mix the following reagents. The Rapid Barcodes can be transferred using a multichannel pipette:

Reagent Volume
50 ng template DNA 9 μl
Rapid Barcodes (RB01-96, one for each sample) 1 μl
Total 10 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 the barcoded samples into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube, noting the total volume.

. Volume per sample For 12 samples For 24 samples For 48 samples For 96 samples
Total volume 10 μl 120 μl 240 μl 480 μl 960 μl

Resuspend the AMPure XP beads (AXP) by vortexing.

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

. Volume per sample For 12 samples For 24 samples For 48 samples For 96 samples
Volume of AXP 10 μl 120 μl 240 μl 480 μl 960 μl

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

Prepare at least 3 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 1.5 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 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 15 µl 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
CHECKPOINT

Cuantificar 1 μl de muestra eluida utilizando un fluorímetro Qubit.

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

Note: We recommend transfering a maximum of 800 ng of the DNA library. If necessary, take forward only the necessary volume for 800 ng of DNA library and make up the rest of the volume to 11 µl using Elution Buffer (EB).

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.

FIN DEL PROCESO

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

4. 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 Solution (LIS)
  • 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)
  • Nuclease-free water
  • 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 (1)

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).

Para preparar la mezcla de cebado con seroalbúmina bovina, mezclar Flow Cell Flush (FCF) y Flow Cell Tether (FCT) como se indica a continuación. Mezclar con la pipeta a temperatura ambiente.

Nota: Hemos cambiando el formato de algunos de los viales de nuestros kits, de tubos monouso a botellas de mayor cantidad.

Formato en tubos monouso En el tubo de Flow Cell Flush (FCF), añadir directamente 5 µl de seroalbúmina bovina (BSA), a una concentración de 50 mg/ml y 30 µl de Flow Cell Tether (FCT).

Formato en botella: En un tubo proporcionado a la cantidad de celdas de flujo que se vayan a utilizar, mezclar los siguientes reactivos:

Reactivo Volumen por celda de flujo
Flow Cell Flush (FCF) 1 170 µl
Bovine Serum Albumin (BSA) a una concentración de 50 mg/ml 5 µl
Flow Cell Tether (FCT) 30 µl
Volumen total 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.

5. Data acquisition and basecalling

How to start sequencing

Once you have loaded your flow cell, the sequencing run can be started on MinKNOW, our sequencing software that controls the device, data acquisition and real-time basecalling. For more detailed information on setting up and using MinKNOW, please see the MinKNOW protocol.

MinKNOW can be used and set up to sequence in multiple ways:

  • On a computer either direcly or remotely connected to a sequencing device.
  • Directly on a GridION, MinION Mk1C or PromethION 24/48 sequencing device.

For more information on using MinKNOW on a sequencing device, please see the device user manuals:


To start a sequencing run on MinKNOW:

1. Navigate to the start page and click Start sequencing. start

2. Fill in your experiment details, such as name and flow cell position and sample ID. Grid start seq

3. Select the Rapid Barcoding Kit 24 V14 (SQK-RBK114.24) or Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96). Edit 3

4. Change the run limit to 12 hours by clicking "Options" and changing the run limit value to 12. The other run settings can be left at the defaults.
Amplicon run setup 1

plasmid seq rbk114 v1

Note: We recommend a run-time of 12 hours for new users to ensure sufficient data is generated for downstream analysis. However, shorter run-times may be sufficient depending on your sample input and analysis requirements.
If using custom sequencing time, for optimal results, we recommend allowing the sequencing run to generate 1000-1500 reads per sample before proceeding to the analysis workflow.

5. Set up basecalling and barcoding using the following parameters:

  • Toggle basecalling to ON.
  • Next to "Models", click Edit options and choose High accuracy basecaller (HAC) from the drop-down menu.
  • Toggle barcoding to ON.
  • Keep all other options at their default settings.
  • Click Continue to output and continue.

Amplicon run setup 3

6. Set up the output format and filtering as follows:

  • Select either .POD5 or .FAST5 (legacy) as the output format.
  • Ensure .FASTQ is selected for basecalled reads.
  • Ensure filtering is ON and read splitting is enabled. Other parameters can be kept to their default settings.
  • Click Continue to final review to continue.

Amplicon run setup 4

7. Click Start on the Review page to start the sequencing run. Amplicon run setup 5

Análisis de datos tras la secuenciación

Una vez la secuenciación ha finalizado, la celda de flujo se puede reutilizar o devolver, como se indica en la sección Reutilización y devoluciones de celdas de flujo.

Tras la secuenciación y la identificación de bases, se puede proceder a analizar los datos. Si desea más información sobre las opciones de identificación de bases y de análisis posterior, consulte el documento Data Analysis.

En la sección Downstream analysis/Análisis posterior, le presentamos otras opciones para analizar los datos.

6. Flow cell reuse and returns

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.

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.

7. Downstream analysis using EPI2ME

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 can be found here, along with the Quick Start Guide to start your first bioinformatic workflow.

For the analysis of amplicon sequences, we recommend using the wf-amplicon workflow which requires Nextflow and Docker or Singularity to be installed before running the workflow.

For installation instructions please click here.

IMPORTANTE

The wf-amplicon workflow is optimised for 500 bp – 5 kb amplicons.

Sequencing amplicons <500 bp or >5 kb may result in sub-optimal performance.

We recommend generating 150X or 1500 reads per target, which should be enough to perform the analysis in most cases.

Further work is ongoing to broaden the range of amplicons compatible with this end-to-end workflow.

Open the EPI2ME app using the desktop shortcut.

Navigate to the workflow downloads page. Click on the wf-amplicon workflow to download and confirm to install.

wf-amplicon-install-confirm_2

Navigate to the Workflows tab and click on wf-amplicon.

Select-wf-amplicon_3

Click on "Run this workflow" to open the launch wizard.

wf-amplicon-run_4

Set up your run by selecting your sequencing data in the "Input Options".

wf-amplicon-select-input-data_5

To speed up the analysis, you can set "Downsampling size" to 500.

Unless your amplicons are very long (>5 kb), this should provide sufficient coverage.

Amplicon wf downsampling new dec2023

MEDIDA OPCIONAL

The amplicon workflow can be run with a sequence reference file if required.

Set up the reference FASTA by uploading the file in the following location:

wf-amplcion-reference_5.5

For the remaining parameter options we recommend keeping the default settings.

Click "Launch workflow".

Ensure all parameter options have green ticks.

wf-amplicon-launch_6

Once the workflow finishes, a report will be produced.

Amplicon workflow report

The primary outputs of the workflow include:

· an interactive HTML report with tables and plots detailing the results. · FASTQ files (one per barcode) with the de-novo consensus sequence and per-base consensus qualities (as calculated by Medaka). · BAM files (one per barcode) of input reads re-aligned against the consensus.

Example reports:

· When a reference file has been uploaded, reads are aligned to the reference (containing the expected sequence for each amplicon) for variant calling. An example of a sample variant calling report can be viewed here. · When no reference file has been uploaded, the amplicon’s consensus sequence is generated de novo. An example of sample de novo consensus report can be viewed here.


Report contents

The report consists of several sections. The introduction section gives a brief overview of key results for the individual samples analysed, while the preprocessing section illustrates the number of reads removed during downsampling / filtering. It also contains read length and quality histograms as well as a plot showing base yield vs. read length.

The remaining sections of the report depend on the mode in which the workflow was run. In variant calling mode, they summarise the mapping and variant calling stages of the workflow, showing the depth of coverage of aligned reads and providing further details on the variants called. In de novo consensus mode, results of the draft consensus QC stage and re-alignment of input reads against the consensus are described. Additionally, a depth of coverage plot of the re-aligned reads along the consensus is shown.

8. Issues during DNA/RNA 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.

Baja calidad de la muestra

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Baja pureza del ADN (la lectura del Nanodrop para ADN OD 260/280 es <1,8 y OD 260/230 es <2,0-2,2) El método de extracción de ADN no proporciona la pureza necesaria Los efectos de los contaminantes se muestran en la página Contaminants. Pruebe con un método de extracción alternativo que no provoque el arrastre de contaminantes.

Considere realizar un paso adicional de limpieza SPRI.
Baja integridad del ARN (número de integridad del ARN <9,5 RIN o la banda ARNr se muestra como una mancha en el gel). El ARN se degradó durante la extracción Probar un método de extracción de ARN diferente. Encontrará más información sobre RIN en la página RNA Integrity Number. Asimismo, dispone de información adicional en la página DNA/RNA Handling.
El ARN tiene una longitud de fragmento más corta de lo esperado El ARN se degradó durante la extracción Probar un método de extracción de ARN diferente. Encontrará más información sobre RIN en la página RNA Integrity Number. Asimismo, dispone de información adicional en la página DNA/RNA Handling.

Cuando se trabaje con ARN, recomendamos que el espacio de trabajo y el instrumental de laboratorio estén libres de ribonucleasas.

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.

The VolTRAX run terminated in the middle of the library prep

Observation Possible cause Comments and actions
The green light was switched off

or

An adapter was used to connect the VolTRAX USB-C cable to the computer
Insufficient power supply to the VolTRAX The green LED signals that 3 A are being supplied to the device. This is the requirement for the full capabilities of the VolTRAX V2 device. Please use computers that meet the requirements listed on the VolTRAX V2 protocol.

The VolTRAX software shows an inaccurate amount of reagents loaded

Observation Possible cause Comments and actions
The VolTRAX software shows an inaccurate amount of reagents loaded Pipette tips do not fit the VolTRAX cartridge ports Rainin 20 μl or 30 μl and Gilson 10 μl, 20 μl or 30 μl pipette tips are compatible with loading reagents into the VolTRAX cartridge. Rainin 20 μl is the most suitable.
The VolTRAX software shows an inaccurate amount of reagents loaded The angle at which reagents are pipetted into the cartridge is incorrect The pipetting angle should be slightly greater than the cartridge inlet angle. Please watch the demo video included in the VolTRAX software before loading.

9. Issues during the sequencing run

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.

Pore occupancy below 40%

Observation Possible cause Comments and actions
Pore occupancy <40% Not enough library was loaded on the flow cell Ensure you load the recommended amount of good quality library in the relevant library prep protocol onto your flow cell. Please quantify the library before loading and calculate mols using tools like the Promega Biomath Calculator, choosing "dsDNA: µg to pmol"
Pore occupancy close to 0 The Ligation Sequencing Kit was used, and sequencing adapters did not ligate to the DNA Make sure to use the NEBNext Quick Ligation Module (E6056) and Oxford Nanopore Technologies Ligation Buffer (LNB, provided in the sequencing kit) at the sequencing adapter ligation step, and use the correct amount of each reagent. A Lambda control library can be prepared to test the integrity of the third-party reagents.
Pore occupancy close to 0 The Ligation Sequencing Kit was used, and ethanol was used instead of LFB or SFB at the wash step after sequencing adapter ligation Ethanol can denature the motor protein on the sequencing adapters. Make sure the LFB or SFB buffer was used after ligation of sequencing adapters.
Pore occupancy close to 0 No tether on the flow cell Tethers are adding during flow cell priming (FLT/FCT tube). Make sure FLT/FCT was added to FB/FCF before priming.

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.

Reducción de la velocidad de secuenciación y del índice de calidad Qscore en una fase avanzada de la secuenciación

Observación Posible causa Comentarios y acciones recomendadas
Reducción de la velocidad de secuenciación y el índice de calidad Qscore en una fase avanzada de la secuenciación En la química del kit 9 (p. ej., SQK-LSK109), cuando la celda de flujo está sobrecargada con la biblioteca se observa un consumo rápido de combustible (consulte el protocolo correspondiente a su biblioteca de ADN para ver las recomendaciones) Añadir más combustible a la celda de flujo, siguiendo las instrucciones en el protocolo de MinKNOW. En futuros experimentos, cargar cantidades menores de biblioteca en la celda de flujo.

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: 4/29/2024

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