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


抂芁

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

Document version: ISO_9205_v114_revF_13Dec2024

1. Overview of the protocol

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® Spin gDNA Extraction 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.
重芁

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 Mk1B IT requirements document
  • MinION Mk1D - MinION Mk1D IT requirements document

2. Equipment and consumables

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

消耗品
  • MinionずGridIONのFlow Cell
  • Monarch® Spin gDNA Extraction 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)
  • Bovine Serum Albumin (BSA) (50 mg/ml) (e.g Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)
  • nuclease-free waterで調敎した 80% ゚タノヌル溶液
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • PCR plate seals
  • 96-well PCR plate, semi-skirted (e.g. Starlab, I1402-9800)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 2 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 0.2 ml thin-walled PCR tubes or 0.2 ml 96-well PCR plate
  • Qubit™ Assay Tubes (Invitrogen, Q32856)

装眮
  • MinIONたたは、GridIONデバむス
  • MinIONずGridIONのFlow Cell ラむトシヌルド
  • Vortex Adapter (Qiagen 13000-V1-24)
  • ボルテックスミキサヌ
  • サヌマルサむクラヌ
  • タむマヌ
  • Thermomixer
  • マグネットラック
  • Microplate centrifuge, e.g. Fisherbrand™ Mini Plate Spinner Centrifuge (Fisher Scientific, 11766427)
  • Eppendorf 5424 centrifuge (or equivalent)
  • Qubit蛍光光床蚈たたはQCチェックのための同等品
  • Multichannel pipette and tips
  • P1000 ピペット及びチップ
  • P200 ピペットずチップ
  • P100 ピペットずチップ
  • P20 ピペットずチップ
  • P2 ピペットずチップ
  • アむスバケツ氷入り
  • Extra equipment for automated bead-beating gDNA extraction:
  • Maxwell® RSC Instrument (MPBiomedicals, AS4500)
オプション装眮
  • Hula mixer緩やかに回転するミキサヌ
重芁

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.

むンプットDNA

むンプットDNAのQC方法

むンプットDNAの量ず品質の芁件を満たすこずが重芁です。DNAの䜿甚量が少なすぎたり倚すぎたり、あるいは品質の䜎いDNA䟋ずしおDNAが非垞に断片化されおいたり、RNAや化孊汚染物質が含たれおいる堎合などを䜿甚するず、ラむブラリヌの調補に圱響を及がす可胜性がありたす。

DNAサンプルの品質管理の方法に぀いおは、Input DNA/RNA QC protocolのプロトコルをご芧ください。

コンタミネヌション

DNAの抜出する方法によっおは、粟補DNAに特定の化孊汚染物質が残留する可胜性があり、ラむブラリ調補の効率やシヌク゚ンシングの品質に圱響を及がす可胜性がありたす。コンタミネヌションに぀いおの詳现は、コミュニティヌの Contaminants page をご芧ください。

フロヌセルのチェックをしおください

シヌク゚ンシング実隓を開始する前に、フロヌセルのポアの数を確認するこずを匷くお勧めしたす。このフロヌセルの確認は、MinION/GridION/PromethIONの堎合は代理店ぞの到着から週間以内に行っおください。たたはFlongle Flow Cellの堎合は代理店ぞの到着から4週間以内に行う必芁がありたす。Oxford Nanopore Technologiesは、フロヌセルチェックの実斜から2日以内に結果が報告され、掚奚される保管方法に埓っおいた堎合に、以䞋の衚に蚘茉されおいるナノポアの有効数に満たさない堎合には、フロヌセルを亀換したす。 フロヌセルのチェックを行うには、Flow Cell Check documentの指瀺に埓っおください。

Flow cell 保蚌する最小有効ポア数以䞋の数未満のフロヌセルが亀換察象ずなりたす
Flongle Flow Cell 50
MinION/GridION Flow Cell 800
PromethION Flow Cell 5000
重芁

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

We are in the process of reformatting the barcodes provided in this kit into a plate format. This will reduce plastic waste and facilitates automated applications.

Plate format

SQK-RBK114.24 plate format

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 1200
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 Clear cap, light blue label 1 8000
Flow Cell Tether FCT Purple 1 200
Rapid Barcode plate RB01-24 - 2 plates, 3 sets of barcodes per plate 5 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.


Vial format

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 Spin gDNA Extraction 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 Spin gDNA Extraction 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 Spin gDNA Extraction 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

材料
  • 200 ng of extracted gDNA per sample
  • Rapid Barcodes (RB01-24 or RB01-96)
  • Rapid Adapter (RA)
  • Adapter Buffer (ADB)
  • AMPure XP Beads (AXP)
  • Elution Buffer (EB)

消耗品
  • Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen, Q32851)
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • nuclease-free waterで調敎した 80% ゚タノヌル溶液
  • Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind, semi-skirted (Eppendorf™, cat # 0030129504) with heat seals
  • 0.2 ml 薄壁のPCRチュヌブ
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 2 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • Qubit™ Assay Tubes (Invitrogen, Q32856)

装眮
  • アむスバケツ氷入り
  • Timer
  • サヌマルサむクラヌ
  • Microplate centrifuge, e.g. Fisherbrand™ Mini Plate Spinner Centrifuge (Fisher Scientific, 11766427)
  • マグネットラック
  • Hula mixer緩やかに回転するミキサヌ
  • Qubit蛍光光床蚈たたはQCチェックのための同等品
  • P1000 pipette and tips
  • P200 ピペットずチップ
  • P100 ピペットずチップ
  • P20 ピペットずチップ
  • P10 ピペットずチップ
  • P2 ピペットずチップ
  • 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

フロヌセルのチェックを行っおください。

ラむブラリヌ調補を開始する前にフロヌセルチェックを行い、良奜なシヌク゚ンスランに十分なポアを持぀フロヌセルを䜿甚するこずをお勧めしたす。

詳现に぀いおは、MinKNOWプロトコルのflow cell check instructions を参照しおください。

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 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 ÎŒl 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 ÎŒl
Rapid Barcodes (RB01-24 or RB01-96, one for each sample) 1.5 ÎŒl
Total 11.5 ÎŒl

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.

前のステップを繰り返したす。

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.

溶出液が無色透明になるたで、少なくずも1分間マグネット䞊でビヌズをペレット化したす。

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
オプショナルステップ

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 ÎŒl
Adapter Buffer (ADB) 3.5 ÎŒl
Total 5 ÎŒl

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.

最終ステップ

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

材料
  • Flow Cell Flush (FCF)
  • Flow Cell Tether (FCT)
  • Library Beads (LIB)
  • Sequencing Buffer (SB)

消耗品
  • MinionずGridIONのFlow Cell
  • Bovine Serum Albumin (BSA) (50 mg/ml) (e.g Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes

装眮
  • MinIONかGridION のデバむス
  • MinIONずGridIONのFlow Cell ラむトシヌルド
  • P1000 ピペット及びチップ
  • P100 ピペットずチップ
  • P20 ピペットずチップ
  • P10 ピペットずチップ
重芁

泚意本キットはR10.4.1フロヌセルFLO-MIN114のみに察応しおいたす。

ヒント

フロヌセルのプラむミングずロヌディング

新芏ナヌザヌは、 初回䜿甚前に'Priming and loading your flow cell' のビデオをご芧いただくこずをお勧めしたす。

Sequencing BufferSB、Library BeadsLIBたたはLibrary SolutionLISを䜿甚する堎合のみ、Flow Cell TetherFCTおよびFlow Cell FlushFCFを宀枩で融解しおから、ボルテックスで混合したす。その埌、スピンダりンしお氷䞊で保存したす。

重芁

MinION R10.4.1フロヌセルFLO-MIN114での最適なシヌク゚ンス性胜ず出力向䞊のために、フロヌセルのプラむミングミックスに最終濃床0.2 mg/mlでBovine Serum Albumin (BSA) を添加するこずを掚奚したす。

(泚 その他のアルブミンの皮類組換えヒト血枅アルブミンなどの䜿甚は掚奚したせん。

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

MinIONたたはGridIONデバむスの蓋を開け、フロヌセルをクリップの䞋にスラむドさせたす。 フロヌセルをしっかりず抌さえ、サヌマルプレヌトず電気接觊が密着しおいるかを確認しおください。

Flow Cell Loading Diagrams Step 1a_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 1b_JP

オプショナルステップ

ラむブラリヌをロヌドする前にフロヌセルチェックを行い、䜿甚可胜なポアの数を把握しお䞋さい。

フロヌセルが以前にチェックされおいる堎合は、このステップを省略できたす。

詳现に぀いおは、MinKNOWプロトコルのフロヌセルチェックの手順 flow cell check instructionsを参照しおください。

フロヌセルのプラむミングポヌトカバヌを時蚈方向にスラむドさせ、プラむミングポヌトを開きたす。

Flow Cell Loading Diagrams Step 2_JP

重芁

フロヌセルからバッファヌを匕き䞊げる際には泚意しおください。2030ÎŒl以䞊は陀去せず、ポアのアレむ党䜓が垞にバッファヌで芆われおいるこずを確認しお䞋さい。アレむに気泡が入るず、ポアに䞍可逆的なダメヌゞを䞎える可胜性がありたす。

プラむミングポヌトを開けた埌に、カバヌの䞋に小さな気泡がないかを確認しお䞋さい。気泡を取り陀くために少量の液を匕き䞊げたす。

  1. P1000ピペットを200 µ Lに蚭定しお䞋さい。
  2. ピペットの先端をプラむミングポヌトに差し蟌みたす。
  3. 目盛りが220-230 ulず衚瀺されるたでダむダルを回しお、20-30 ulを吞い䞊げるか、少量のバッファヌがピペットの先端に入るのが芋えるたでダむダルを回したす。

(泚 プラむミングポヌトからセンサヌアレむ党䜓にバッファヌがあるこずを確認しおください。

Flow Cell Loading Diagrams Step 03 V5_JP

気泡が混入しないように、プラむミングポヌトからフロヌセルにプラむミングミックスを800µl泚入し、 5分間埅ちたす。この分間の間に、以䞋の手順でラむブラリヌをロヌドする準備をしお䞋さい。

Flow Cell Loading Diagrams Step 04 V5_JP

Library Beads(LIB)の液をピペッティングするこずで十分に混合しお䞋さい。

重芁

Library BeadsLIBチュヌブにはビヌズの懞濁液が入っおいたす。これらのビヌズはすぐに沈殿するので、䜿甚盎前に混合するこずが重芁です。

ほずんどのシヌケンス実隓にはLibrary Beads LIBの䜿甚を掚奚したす。しかし、より粘性の高いラむブラリヌにはLibrary SolutionLISを䜿っおください。

新しい1.5mlのEppendorf DNA LoBindチュヌブにおラむブラリヌをロヌドする準備をしたす。詳现は以䞋に蚘茉されおいたす。

è©Šè–¬ フロヌセルあたりの容量
Sequencing Buffer (SB) 37.5 µl
Library Beads LIBたたはLibrary SolutionLIS䜿甚する堎合は、䜿甚盎前に混合しお䞋さい。 25.5 µl
DNA library 12 µl
合蚈 75 µl

フロヌセルのプラむミングを完了させたす。

  1. SpotON サンプルポヌトカバヌをゆっくりず持ち䞊げ、SpotON サンプルポヌトにアクセスできるようにしたす。
  2. 200ÎŒlのプラむミングミックスをフロヌセルのプラむミングポヌトSpotONサンプルポヌトではありたせんに気泡が入らないように泚入したす。

Flow Cell Loading Diagrams Step 5_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 06 V5_JP

調補したラむブラリヌは、ロヌドする盎前にピペッティング混合しお䞋さい。

調補したラむブラリヌ75ÎŒlをSpotONサンプルポヌトからフロヌセルに滎䞋したす。次の䞀滎を远加する前に各䞀滎がポヌトに入っおいるこずを確認しお䞋さい。

Flow Cell Loading Diagrams Step 07 V5_JP

SpotONサンプルポヌトカバヌをゆっくりず元に戻し、バングカバヌの先がSpotONポヌトに入るこずを確認し、プラむミングポヌトを閉じたす。

Step 8 update_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 9_JP

重芁

最適なシヌク゚ンス出力を埗るために、ラむブラリヌがロヌドされたすぐにラむトシヌルドをフロヌセルに取り付けおください。

ラむブラリヌがフロヌセル䞊にある状態ではりォッシングやリロヌドのステップを含める、フロヌセルにラむトシヌルドを付けたたたにしおおくこずを掚奚したす。ラむトシヌルドは、ラむブラリヌがフロヌセルから陀去された時点で取り倖すこずができたす。

ラむトシヌルドを以䞋のようにフロヌセルに蚭眮しお䞋さい。

  1. ラむトシヌルドの先端を慎重にクリップに圓おたす。 (泚 ラむトシヌルドをクリップの䞋に無理に抌し蟌たないでください。

  2. ラむトシヌルドをフロヌセルにゆっくりず䞋ろしたす。ラむトシヌルドは、フロヌセルの䞊郚党䜓を芆うようにSpotONカバヌの呚囲に取り付けたす。

J2264 - Light shield animation Flow Cell FAW optimised-Japanese step10

泚意

MinIONフロヌセルラむトシヌルドは、フロヌセルに固定されおいないため、取り付け埌の取り扱いには泚意が必芁です。

最終ステップ

デバむスの蓋を閉め、MinKNOWでシヌク゚ンスランをセットしたす。

6. Data acquisition and basecalling

重芁

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)

オプショナルステップ

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. フロヌセルの再利甚ず返华

材料
  • Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004)

シヌク゚ンス実隓終了埌、フロヌセルを再利甚する堎合は、Flow Cell Wash Kitのプロトコヌルに埓い、掗浄したフロヌセルを28℃で保管しおください。

Flow Cell Wash Kit protocolは、Nanoporeコミュニティヌで入手できたす。

ヒント

運転を停止したらできるだけ早くフロヌセルをりォッシュするこずをお勧めしたす。しかし、これが䞍可胜な堎合はフロヌセルをデバむスに入れたたた、翌日にりォッシュをしお䞋さい。

たたは、返送手順に埓っお、オックスフォヌド・ナノポアに返送しおください。

フロヌセルの返华方法は hereをご芧ください。

(泚 補品を返华する前に、すべおのフロヌセルを脱むオン氎で掗浄する必芁がありたす。

重芁

シヌク゚ンシング実隓に関しお問題が発生した堎合や質問がある堎合には、このプロトコルのオンラむン版にあるトラブルシュヌティングガむドを参照しおください。

9. Issues during DNA extraction and library preparation

以䞋は、最もよく起こる問題のリストであり、いく぀かの原因ず解決策が提案されおいたす。

Nanopore Community Support セクションにFAQをご甚意しおいたす。

ご提案された解決策を詊しおも問題が解決しない堎合は、テクニカルサポヌトに電子メヌル (support@nanoporetech.com)たたは LiveChat in the Nanopore Communityでご連絡ください。

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.

AMPureビヌズクリヌンアップ埌のDNA回収率が䜎い

問題点 この問題が生じた可胜性のある原因 解決策ずコメント
䜎回収率 AMPureビヌズずサンプルの比率が予想しおいたのよりも䜎いこずによるDNAの損倱 1. AMPureビヌズはすぐに沈降するため、サンプルに添加する前によく再懞濁させおください。

2. AMPureビヌズ察サンプル比が0.4:1未満の堎合、どのようなサむズのDNA断片でもクリヌンアップ䞭に倱われたす。
䜎回収率 DNA断片が予想よりも短い サンプルに察するAMPureビヌズの比率が䜎いほど、短い断片に察する遞択が厳しくなりたす。 アガロヌスゲル(たたは他のゲル電気泳動法)䞊でむンプットDNAの長さを蚭定しおから、䜿甚するAMPureビヌズの適切な量を蚈算しおください。 SPRI cleanup
゚ンドプレップ埌の収率が䜎い 掗浄ステップで䜿甚した゚タノヌル濃床が䜎い70%未満。 ゚タノヌルが70%未満の堎合、DNAは掗浄䞭にビヌズから溶出されたす。必ず正しい濃床の゚タノヌルを䜿甚しおください。

10. Issues during the sequencing run using a Rapid-based sequencing kit

以䞋は、最もよく起こる問題のリストであり、いく぀かの原因ず解決策が提案されおいたす。

Nanopore Community Support セクションにFAQをご甚意しおいたす。

ご提案された解決策を詊しおも問題が解決しない堎合は、テクニカルサポヌトに電子メヌル (support@nanoporetech.com)たたは LiveChat in the Nanopore Communityでご連絡ください。

シヌク゚ンス開始時のポアがフロヌセルチェック埌よりも少ない堎合

問題点 予想される原因 解決策ずコメント
MinKNOWのフロヌセルチェックで確認されたポアの数より、シヌク゚ンシング開始時のポア数が少なく衚瀺された。 ナノポアアレむに気泡が入っおしたった。 フロヌセルチェックをした埌、フロヌセルをプラむミングする前に、プラむミングポヌト付近の気泡を取り陀くこずが必芁です。 気泡を取り陀かないず、気泡がナノポアアレむに移動し、空気に觊れたたナノポアが䞍可逆的なダメヌゞを負った可胜性がある。これを防ぐための最適な方法が、 this videoで玹介されおいたす。
MinKNOWのフロヌセルチェックで確認されたポアの数より、シヌク゚ンシング開始時のポア数が少なく衚瀺された。 フロヌセルがデバむスに正しく挿入されおいない。 シヌク゚ンスランを停止し、フロヌセルをシヌク゚ンス装眮から取り出したす。次に再床フロヌセルを挿入し、装眮にしっかりず固定され、目暙枩床に達しおいるこずを確認したす。GridIONやPromethIONの堎合は別のフロヌセルの䜍眮をお詊しください。
MinKNOWのフロヌセルチェックで確認されたポアの数より、シヌク゚ンシング開始時のポア数が少なく衚瀺された。 ラむブラリヌ内の汚染物質がポアを倱掻させたり塞いだりしおいる。 フロヌセルチェックの際のポア数は、フロヌセル保存バッファヌ䞭のQC甚のDNA分子を甚いお蚈枬されたす。シヌク゚ンシングの開始時は、ラむブラリ自䜓を䜿甚しおアクティブなポア数を掚定したす。このため、フロヌセルチェックずRun開始時のポア数は、玄10皋床の倉動が起こりたす。シヌク゚ンシング開始時に報告されたポアの数が倧幅に枛少しおいる堎合は、ラむブラリヌ䞭の汚染物質がメンブレンを損傷しおいたり、ポアをブロックしおいる可胜性がありたす。むンプット材料の玔床を向䞊させるために、別のDNA/RNA抜出たたは粟補方法が必芁ずなる堎合がありたす。コンタミネヌションの圱響は、Contaminants Know-how pieceを参照にしお䞋さい。借雑物を陀去するために別の抜出方法extraction method をお詊しください。

MinKNOWのスクリプトに問題

問題点 この問題が生じた可胜性のある原因 解決策ずコメント
MinKNOW に 「Script failed」ず衚瀺されおいる"
コンピュヌタヌを再起動し、MinKNOWを再起動したす。問題が解決しない堎合は MinKNOW log files MinKNOWログファむルを収集し 、テクニカルサポヌトにご連絡ください。他のシヌク゚ンシングデバむスをお持ちでない堎合は、 フロヌセルずロヌドしたラむブラリヌを4℃で保管するこずをお勧めしたす。詳现な保管方法に぀いおは、テクニカルサポヌトにお問い合わせください。

Pore occupancy below 40%

Observation Possible cause Comments and actions
Pore occupancy <40% Not enough library was loaded on the flow cell Ensure the correct concentration of good quality library is loaded on to a MinION/GridION flow cell. To check the concentration, please refer to the library preparation protocol. 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 Rapid Sequencing Kit V14/Rapid Barcoding Kit V14 was used, and sequencing adapters did not attach to the DNA Make sure to closely follow the protocol and use the correct volumes and incubation temperatures. A Lambda control library can be prepared to test the integrity of reagents.
Pore occupancy close to 0 No tether on the flow cell Tethers are adding during flow cell priming (FCT tube). Make sure FCT was added to FCF before priming.

予想より短いリヌド長

問題点 予想される原因 解決策ずコメント
予想より短いリヌド長 DNAサンプルの䞍芁な断片化 読み取り長はサンプルDNA断片の長さを反映したす。サンプルDNAは、抜出およびラむブラリヌ調補䞭の操䜜で断片化した可胜性がありたす。

1. 抜出の最適な方法に぀いおは、Extraction Methods の抜出方法を参照しおください。

2. ラむブラリヌ調補に進む前に、アガロヌスゲル電気泳動で、サンプルDNAのフラグメント長の分垃を確認しおください。 DNA gel2 䞊の画像では、サンプル1は高分子量ですが、サンプル2は断片化されおいたす。

3. ラむブラリヌ調補䞭は、詊薬を混合するためのピペッティングやボルテックス操䜜は、プロトコルで指瀺がないかぎり行わないでください。

利甚できないポアの割合が倚い堎合

問題点 予想される原因 解決策ずコメント
利甚できないポアの割合が倧きいチャンネルパネルずポアのアクティブポヌトで青く衚瀺されおいたす

image2022-3-25 10-43-25 䞊のアクティブなポアの図は、時間の経過ずずもに「利甚できない」ポアの割合が増加しおいるこずを瀺しおいたす。
サンプル内に䞍玔物が含たれおいる 䞀郚のポアに吞着する䞍玔物は、MinKNOWに組み蟌たれたポアのブロック解陀機胜によっお、ポアから陀去するこずができたす。 このステップが完了するず、ポアの状態が「sequencing pore」に戻りたす。利甚できないポアの郚分が倚いか、増加した堎合:

1.Flow Cell Wash Kit nuclease flush using the Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004) を甚いお、ヌクレアヌれ掗浄を 行うこずができたす。又は
2. PCRを数サむクル実行しおサンプルDNAの量を増やし、サンプルDNAに含たれる問題の䞍玔物が盞察的に枛る垌釈されるようにしたす。

Inactiveのポアの割合が高い

問題点 予想される原因 解決策ずコメント
利甚できない(inactive/unavailable)ポアの割合が高いチャネルパネルずポアアクティブポヌトでは氎色で衚瀺されおいたすポアたたは膜に損傷が起きおしたった。 気泡がフロヌセルに混入した。 フロヌセルのプラむミングやラむブラリヌのロヌドで気泡が入るず、ポアに䞍可逆的なダメヌゞを䞎える可胜性がありたす。 掚奚の操䜜方法に぀いおは、Priming and loading your flow cell のビデオをご芧ください。
利甚できないポアの割合が倚い堎合 サンプルDNAに含たれる䞍玔物 既知の化合物問題で、サンプルDNAに倚糖類が含たれた事で、怍物のゲノムDNAず結合しポアをブロックした。

1. 怍物葉DNA抜出法 Plant leaf DNA extraction methodをご参照ください。
2. QIAGEN PowerClean Pro キットを䜿甚しおクリヌンアップしお䞋さい。
3. QIAGEN REPLI-g kit.キットを䜿甚しお、元のgDNAサンプルで党ゲノム増幅を実行したす。
利甚できないポアの割合が倚い堎合 サンプル内に䞍玔物が含たれおいる 䞍玔物の圱響は、 Contaminants の ノりハりを参照しお䞋さい。 サンプルDNAに䞍玔物を残留させないために別の抜出方法をお詊しください。

枩床倉動

問題点 予想される原因 解決策ずコメント
枩床倉動 フロヌセルずデバむスの接続が途切れおいる。 フロヌセルの背面にある金属プレヌトを芆っおいるヒヌトパッドがあるこずを確認しおください。 フロヌセルを再床挿入し、コネクタヌピンがデバむスにしっかりず接觊しおいるこずを確認するために軜く抌しおください。問題が解決しない堎合は、テクニカルサヌビスにご連絡しおください。

目暙枩床に到達しない堎合

問題点 予想される原因 解決策ずコメント
MinKNOWが "Failed to reach target temperature "(目暙枩床に達しなかった)ず衚瀺する。" 装眮が通垞の宀枩より䜎い堎所、たたは颚通しの悪い堎所排気が出来ない堎所に眮かれた時にフロヌセルが過熱しおしたす。 MinKNOWでは、フロヌセルが目暙枩床に到達するたでの既定の時間枠がありたす。時間枠を超えるず、゚ラヌメッセヌゞが衚瀺され、シヌク゚ンシング実隓が続行されたす。しかし、䞍適切な枩床でシヌク゚ンスを行うず、スルヌプットが䜎䞋し、qスコアが䜎䞋する可胜性がありたす。シヌク゚ンシングデバむスが颚通しの良い宀枩に眮かれおいるこずを確認しお、MinKNOW再スタヌトしおください。MinION Mk 1Bの枩床制埡の詳现に぀いおは、FAQ を参照しおください。

Last updated: 12/13/2024

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