PCR tiling of SARS-CoV-2 virus - Rapid Barcoding Kit 96 V14 and Midnight RT PCR Expansion (SQK-RBK114.96 and EXP-MRT001)


概要

  • This protocol uses extracted RNA samples
  • Includes reverse transcription and tiled PCR amplification
  • For multiplexing 1-96 samples
  • Library preparation time ~315 minutes
  • 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: MRT_9186_v114_revH_13Dec2024

1. Overview of the protocol

重要

This protocol is a work in progress and some details are expected to change over time. Please make sure you always use the most recent version of the protocol.

The PCR tiling of SARS-CoV-2 virus with Rapid Barcoding Kit 96 V14 and Midnight RT PCR Expansion (SQK-RBK114.96 and EXP-MRT001) protocol is an updated version of the PCR tiling of SARS-CoV-2 virus with rapid barcoding and Midnight RT PCR Expansion (SQK-RBK110.96 and EXP-MRT001) using our most recent Kit 14 chemistry and an updated downstream analysis.

Introduction to the protocol

To enable support for the rapidly expanding user requests, the team at Oxford Nanopore Technologies have put together an updated workflow based on the ARTIC Network protocols and analysis methods. The protocol uses Oxford Nanopore Technologies' Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96) and Midnight RT PCR Expansion (EXP-MRT001) for barcoding and library preparation.

While this protocol is available in the Nanopore Community, we kindly ask users to ensure they are citing the members of the ARTIC network who have been behind the development of these methods.

This protocol is similar to the ARTIC amplicon sequencing protocol for MinION for SARS-CoV-2 v3 (LoCost) by Josh Quick and the method used in Freed et al., 2020. The protocol generates amplicons in a tiled fashion across the whole SARS-CoV-2 genome.

To generate tiled PCR amplicons from the SARS-CoV-2 viral cDNA for use with the Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96), primers were designed by Freed et al., 2020 using Primal Scheme. These primers are in the Midnight RT PCR Expansion (EXP-MRT001) and are designed to generate 1.2 kb amplicons. Primer sequences can be found here.

As mutations in SARS-CoV-2 variants emerge amplicon drop out may be observed; for users wishing to design their own primer spike-ins to address this we suggest adding to the appropriate primer pool at a final concentration between 3.33 µM and 6.66 µM.

Steps in the sequencing workflow:

Prepare for your experiment you will need to:

  • Extract your RNA
  • Ensure you have your sequencing kit, the correct equipment and 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

Prepare your library You will need to:

  • Reverse transcribe your RNA samples with random hexamers
  • Amplify the samples by tiled PCR using separate primer pools
  • Combine the primer pools
  • Attach Rapid Barcodes supplied in the kit to the DNA ends, pool the samples and SPRI purify
  • Prime the flow cell and load your DNA library into the flow cell

ARTIC SQK-RBK110.96 96 samples spike-seq (3)

Sequencing and analysis You will need to:

  • Start a sequencing run using the MinKNOW software, selecting SQK-RBK114.96 in kit selection, which will collect raw data from the device and convert it into basecalled reads
  • (Optional): Perform downstream analysis of the data using the wf-artic analysis workflow integrated within the EPI2ME Labs application

Before starting

This protocol outlines how to carry out PCR tiling of SARS-CoV-2 viral RNA samples on a 96-well plate using the Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96) with the Midnight RT PCR Expansion (EXP-MRT001).

It is required to use total RNA extracted from samples that have been screened by a suitable qPCR assay.

When processing multiple samples at once, we recommend making master mixes with an additional 10% of the volume. We also recommend using a template-free pre-PCR hood for making up the master mixes, and a separate template pre-PCR hood for handling the samples. It is important to clean and/or UV irradiate these hoods between sample batches. Furthermore, to track and monitor cross-contamination events, it is important to run a negative control reaction at the reverse transcription stage using nuclease-free water instead of sample, and carrying this control through the rest of the prep.

All post-PCR procedures must be carried out in a separate area to the pre-PCR preparation, with dedicated equipment for liquid handling in each area.

重要

Compatibility of this protocol

This protocol should only be used in combination with:

  • Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96)
  • Midnight RT PCR Expansion (EXP-MRT001)
  • R10.4.1 flow cells (FLO-MIN114)
  • Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004)

2. Equipment and consumables

材料
  • Input RNA in 10 mM Tris-HCl, pH 8.0
  • Rapid Barcoding Kit 96 V14 (SQK-RBK114.96)
  • Midnight RT PCR Expansion (EXP-MRT001)

消耗品
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • nuclease-free waterで調整した 80% エタノール溶液
  • Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen, Q32851)
  • Qubit™ Assay Tubes (Invitrogen, Q32856)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 2 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind, semi-skirted (Cat # 0030129504) with PCR seals
  • Bovine Serum Albumin (BSA) (50 mg/ml) (e.g Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)

装置
  • Hula mixer(緩やかに回転するミキサー)
  • マグネットラック
  • Centrifuge capable of taking 96-well plates
  • Microfuge
  • ボルテックスミキサー
  • サーマルサイクラー
  • Multichannel pipettes suitable for dispensing 0.5–10 μl, 2–20 μl and 20–200 μl, and tips
  • P1000 ピペット及びチップ
  • P200 ピペットとチップ
  • P100 ピペットとチップ
  • P20 ピペットとチップ
  • P10 ピペットとチップ
  • アイスバケツ(氷入り)
  • タイマー
  • Qubit fluorometer (or equivalent)
オプション装置
  • Eppendorf 5424 centrifuge (or equivalent)
  • PCR hood with UV steriliser (optional but recommended to reduce cross-contamination)
  • PCR-Cooler (Eppendorf)
  • Stepper pipette and tips

For this protocol, you will need your extracted RNA in 8 µl 10 mM Tris-HCl, pH 8.0.

重要

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

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.

Midnight RT PCR Expansion (EXP-MRT001) contents

EXP-MRT001 1

Name Acronym Cap colour Number of vials Fill volume per vial (µl)
LunaScript RT SuperMix LS RT Blue 3 500
Q5 HS Master Mix Q5 Orange 6 1,500
Midnight Primer Pool A MP A White 3 15
Midnight Primer Pool B MP B Clear 3 15

Midnight Primer sequences

As mutations in SARS-CoV-2 variants emerge amplicon drop out may be observed; for users wishing to design their own primer spike-ins to address this we suggest adding to the appropriate primer pool at a final concentration between 3.33 µM and 6.66 µM.

Below are the sequences for the V3 primer scheme used in the Midnight RT PCR Expansion.

Pool A

Primer name Primer Sequence
SARSCoV_1200_1_LEFT ACCAACCAACTTTCGATCTCTTGT
SARSCoV_1200_1_RIGHT GGTTGCATTCATTTGGTGACGC
SARSCoV_1200_3_LEFT GGCTTGAAGAGAAGTTTAAGGAAGGT
SARSCoV_1200_3_RIGHT GATTGTCCTCACTGCCGTCTTG
SARSCoV_1200_5_LEFT ACCTACTAAAAAGGCTGGTGGC
SARSCoV_1200_5_RIGHT AGCATCTTGTAGAGCAGGTGGA
SARSCoV_1200_7_LEFT ACCTGGTGTATACGTTGTCTTTGG
SARSCoV_1200_7_RIGHT GCTGAAATCGGGGCCATTTGTA
SARSCoV_1200_9_LEFT AGAAGTTACTGGCGATAGTTGTAATAACT
SARSCoV_1200_9_RIGHT TGCTGATATGTCCAAAGCACCA
SARSCoV_1200_11_LEFT AGACACCTAAGTATAAGTTTGTTCGCA
SARSCoV_1200_11_RIGHT GCCCACATGGAAATGGCTTGAT
SARSCoV_1200_13_LEFT ACCTCTTACAACAGCAGCCAAAC
SARSCoV_1200_13_RIGHT CGTCCTTTTCTTGGAAGCGACA
SARSCoV_1200_15_LEFT TTTTAAGGAATTACTTGTGTATGCTGCT
SARSCoV_1200_15_RIGHT ACACACAACAGCATCGTCAGAG
SARSCoV_1200_17_LEFT TCAAGCTTTTTGCAGCAGAAACG
SARSCoV_1200_17_RIGHT CCAAGCAGGGTTACGTGTAAGG
SARSCoV_1200_19_LEFT GGCACATGGCTTTGAGTTGACA
SARSCoV_1200_19_RIGHT CCTGTTGTCCATCAAAGTGTCCC
SARSCoV_1200_21_LEFT TCTGTAGTTTCTAAGGTTGTCAAAGTGA
SARSCoV_1200_21_RIGHT GCAGGGGGTAATTGAGTTCTGG
21_right_spike GTGTATGATTGAGTTCTGGTTGTAAG
SARSCoV_1200_23_LEFT ACTTTAGAGTCCAACCAACAGAATCT
23_left_spike ACTTTAGAGTTCAACCAACAGAATCT
SARSCoV_1200_23_RIGHT TGACTAGCTACACTACGTGCCC
SARSCoV_1200_25_LEFT TGCTGCTACTAAAATGTCAGAGTGT
SARSCoV_1200_25_RIGHT CATTTCCAGCAAAGCCAAAGCC
SARSCoV_1200_27_LEFT TGGATCACCGGTGGAATTGCTA
SARSCoV_1200_27_RIGHT TGTTCGTTTAGGCGTGACAAGT
SARSCoV_1200_29_LEFT TGAGGGAGCCTTGAATACACCA
SARSCoV_1200_29_RIGHT TAGGCAGCTCTCCCTAGCATTG

Pool B

Primer name Primer sequences
SARSCoV_1200_2_LEFT CCATAATCAAGACTATTCAACCAAGGGT
SARSCoV_1200_2_RIGHT ACAGGTGACAATTTGTCCACCG
SARSCoV_1200_4_LEFT GGAATTTGGTGCCACTTCTGCT
SARSCoV_1200_4_RIGHT CCTGACCCGGGTAAGTGGTTAT
SARSCoV_1200_6_LEFT ACTTCTATTAAATGGGCAGATAACAACTG
SARSCoV_1200_6_RIGHT GATTATCCATTCCCTGCGCGTC
SARSCoV_1200_8_LEFT CAATCATGCAATTGTTTTTCAGCTATTTTG
SARSCoV_1200_8_RIGHT TGACTTTTTGCTACCTGCGCAT
SARSCoV_1200_10_LEFT TTTACCAGGAGTTTTCTGTGGTGT
SARSCoV_1200_10_RIGHT TGGGCCTCATAGCACATTGGTA
SARSCoV_1200_12_LEFT ATGGTGCTAGGAGAGTGTGGAC
SARSCoV_1200_12_RIGHT GGATTTCCCACAATGCTGATGC
SARSCoV_1200_14_LEFT ACAGGCACTAGTACTGATGTCGT
SARSCoV_1200_14_RIGHT GTGCAGCTACTGAAAAGCACGT
SARSCoV_1200_16_LEFT ACAACACAGACTTTATGAGTGTCTCT
SARSCoV_1200_16_RIGHT CTCTGTCAGACAGCACTTCACG
SARSCoV_1200_18_LEFT GCACATAAAGACAAATCAGCTCAATGC
SARSCoV_1200_18_RIGHT TGTCTGAAGCAGTGGAAAAGCA
SARSCoV_1200_20_LEFT ACAATTTGATACTTATAACCTCTGGAACAC
SARSCoV_1200_20_RIGHT GATTAGGCATAGCAACACCCGG
SARSCoV_1200_22_LEFT GTGATGTTCTTGTTAACAACTAAACGAACA
SARSCoV_1200_22_RIGHT AACAGATGCAAATCTGGTGGCG
22_right_spike AACAGATGCAAATTTGGTGGCG
SARSCoV_1200_24_LEFT GCTGAACATGTCAACAACTCATATGA
24_left_spike GCTGAATATGTCAACAACTCATATGA
SARSCoV_1200_24_RIGHT ATGAGGTGCTGACTGAGGGAAG
SARSCoV_1200_26_LEFT GCCTTGAAGCCCCTTTTCTCTA
SARSCoV_1200_26_RIGHT AATGACCACATGGAACGCGTAC
SARSCoV_1200_28_LEFT TTTGTGCTTTTTAGCCTTTCTGCT
SARSCoV_1200_28_RIGHT GTTTGGCCTTGTTGTTGTTGGC
SARSCoV_1200_28_LEFT_27837T TTTGTGCTTTTTAGCCTTTCTGTT

Rapid barcode sequences

Component Sequence
RB01 AAGAAAGTTGTCGGTGTCTTTGTG
RB02 TCGATTCCGTTTGTAGTCGTCTGT
RB03 GAGTCTTGTGTCCCAGTTACCAGG
RB04 TTCGGATTCTATCGTGTTTCCCTA
RB05 CTTGTCCAGGGTTTGTGTAACCTT
RB06 TTCTCGCAAAGGCAGAAAGTAGTC
RB07 GTGTTACCGTGGGAATGAATCCTT
RB08 TTCAGGGAACAAACCAAGTTACGT
RB09 AACTAGGCACAGCGAGTCTTGGTT
RB10 AAGCGTTGAAACCTTTGTCCTCTC
RB11 GTTTCATCTATCGGAGGGAATGGA
RB12 CAGGTAGAAAGAAGCAGAATCGGA
RB13 AGAACGACTTCCATACTCGTGTGA
RB14 AACGAGTCTCTTGGGACCCATAGA
RB15 AGGTCTACCTCGCTAACACCACTG
RB16 CGTCAACTGACAGTGGTTCGTACT
RB17 ACCCTCCAGGAAAGTACCTCTGAT
RB18 CCAAACCCAACAACCTAGATAGGC
RB19 GTTCCTCGTGCAGTGTCAAGAGAT
RB20 TTGCGTCCTGTTACGAGAACTCAT
RB21 GAGCCTCTCATTGTCCGTTCTCTA
RB22 ACCACTGCCATGTATCAAAGTACG
RB23 CTTACTACCCAGTGAACCTCCTCG
RB24 GCATAGTTCTGCATGATGGGTTAG
RB25 GTAAGTTGGGTATGCAACGCAATG
RB26 CATACAGCGACTACGCATTCTCAT
RB27 CGACGGTTAGATTCACCTCTTACA
RB28 TGAAACCTAAGAAGGCACCGTATC
RB29 CTAGACACCTTGGGTTGACAGACC
RB30 TCAGTGAGGATCTACTTCGACCCA
RB31 TGCGTACAGCAATCAGTTACATTG
RB32 CCAGTAGAAGTCCGACAACGTCAT
RB33 CAGACTTGGTACGGTTGGGTAACT
RB34 GGACGAAGAACTCAAGTCAAAGGC
RB35 CTACTTACGAAGCTGAGGGACTGC
RB36 ATGTCCCAGTTAGAGGAGGAAACA
RB37 GCTTGCGATTGATGCTTAGTATCA
RB38 ACCACAGGAGGACGATACAGAGAA
RB39 CCACAGTGTCAACTAGAGCCTCTC
RB40 TAGTTTGGATGACCAAGGATAGCC
RB41 GGAGTTCGTCCAGAGAAGTACACG
RB42 CTACGTGTAAGGCATACCTGCCAG
RB43 CTTTCGTTGTTGACTCGACGGTAG
RB44 AGTAGAAAGGGTTCCTTCCCACTC
RB45 GATCCAACAGAGATGCCTTCAGTG
RB46 GCTGTGTTCCACTTCATTCTCCTG
RB47 GTGCAACTTTCCCACAGGTAGTTC
RB48 CATCTGGAACGTGGTACACCTGTA
RB49 ACTGGTGCAGCTTTGAACATCTAG
RB50 ATGGACTTTGGTAACTTCCTGCGT
RB51 GTTGAATGAGCCTACTGGGTCCTC
RB52 TGAGAGACAAGATTGTTCGTGGAC
RB53 AGATTCAGACCGTCTCATGCAAAG
RB54 CAAGAGCTTTGACTAAGGAGCATG
RB55 TGGAAGATGAGACCCTGATCTACG
RB56 TCACTACTCAACAGGTGGCATGAA
RB57 GCTAGGTCAATCTCCTTCGGAAGT
RB58 CAGGTTACTCCTCCGTGAGTCTGA
RB59 TCAATCAAGAAGGGAAAGCAAGGT
RB60 CATGTTCAACCAAGGCTTCTATGG
RB61 AGAGGGTACTATGTGCCTCAGCAC
RB62 CACCCACACTTACTTCAGGACGTA
RB63 TTCTGAAGTTCCTGGGTCTTGAAC
RB64 GACAGACACCGTTCATCGACTTTC
RB65 TTCTCAGTCTTCCTCCAGACAAGG
RB66 CCGATCCTTGTGGCTTCTAACTTC
RB67 GTTTGTCATACTCGTGTGCTCACC
RB68 GAATCTAAGCAAACACGAAGGTGG
RB69 TACAGTCCGAGCCTCATGTGATCT
RB70 ACCGAGATCCTACGAATGGAGTGT
RB71 CCTGGGAGCATCAGGTAGTAACAG
RB72 TAGCTGACTGTCTTCCATACCGAC
RB73 AAGAAACAGGATGACAGAACCCTC
RB74 TACAAGCATCCCAACACTTCCACT
RB75 GACCATTGTGATGAACCCTGTTGT
RB76 ATGCTTGTTACATCAACCCTGGAC
RB77 CGACCTGTTTCTCAGGGATACAAC
RB78 AACAACCGAACCTTTGAATCAGAA
RB79 TCTCGGAGATAGTTCTCACTGCTG
RB80 CGGATGAACATAGGATAGCGATTC
RB81 CCTCATCTTGTGAAGTTGTTTCGG
RB82 ACGGTATGTCGAGTTCCAGGACTA
RB83 TGGCTTGATCTAGGTAAGGTCGAA
RB84 GTAGTGGACCTAGAACCTGTGCCA
RB85 AACGGAGGAGTTAGTTGGATGATC
RB86 AGGTGATCCCAACAAGCGTAAGTA
RB87 TACATGCTCCTGTTGTTAGGGAGG
RB88 TCTTCTACTACCGATCCGAAGCAG
RB89 ACAGCATCAATGTTTGGCTAGTTG
RB90 GATGTAGAGGGTACGGTTTGAGGC
RB91 GGCTCCATAGGAACTCACGCTACT
RB92 TTGTGAGTGGAAAGATACAGGACC
RB93 AGTTTCCATCACTTCAGACTTGGG
RB94 GATTGTCCTCAAACTGCCACCTAC
RB95 CCTGTCTGGAAGAAGAATGGACTT
RB96 CTGAACGGTCATAGAGTCCACCAT

3. Computer requirements and software

MinION Mk1B IT requirements

Sequencing on a MinION Mk1B requires a high-spec computer or laptop to keep up with the rate of data acquisition. For more information, refer to the MinION Mk1B IT requirements document.

MinION Mk1C IT requirements

The MinION Mk1C contains fully-integrated compute and screen, removing the need for any accessories to generate and analyse nanopore data. For more information refer to the MinION Mk1C IT requirements document.

MinION Mk1D IT requirements

Sequencing on a MinION Mk1D requires a high-spec computer or laptop to keep up with the rate of data acquisition. For more information, refer to the MinION Mk1D IT requirements document.

Software for nanopore sequencing

MinKNOW

The MinKNOW software controls the nanopore sequencing device, collects sequencing data and basecalls in real time. You will be using MinKNOW for every sequencing experiment to sequence, basecall and demultiplex if your samples were barcoded.

For instructions on how to run the MinKNOW software, please refer to the MinKNOW protocol.

EPI2ME (optional)

The EPI2ME cloud-based platform performs further analysis of basecalled data, for example alignment to the Lambda genome, barcoding, or taxonomic classification. You will use the EPI2ME platform only if you would like further analysis of your data post-basecalling.

For instructions on how to create an EPI2ME account and install the EPI2ME Desktop Agent, please refer to this link.

フローセルのチェックをしてください

シークエンシング実験を開始する前に、フローセルのポアの数を確認することを強くお勧めします。このフローセルの確認は、MinION/GridION/PromethIONの場合は代理店への到着から12週間以内に行ってください。またはFlongle Flow Cellの場合は代理店への到着から4週間以内に行う必要があります。Oxford Nanopore Technologiesは、フローセルチェックの実施から2日以内に結果が報告され、推奨される保管方法に従っていた場合に、以下の表に記載されているナノポアの有効数に満たさない場合には、フローセルを交換します。 フローセルのチェックを行うには、Flow Cell Check documentの指示に従ってください。

Flow cell 保証する最小有効ポア数(以下の数未満のフローセルが交換対象となります)
Flongle Flow Cell 50
MinION/GridION Flow Cell 800
PromethION Flow Cell 5000

4. Reverse transcription

材料
  • Input RNA in 10 mM Tris-HCl, pH 8.0
  • LunaScript RT SuperMix (LS RT)

消耗品
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind, semi-skirted (Cat # 0030129504) with PCR seals

装置
  • Multichannel pipettes suitable for dispensing 0.5–10 μl, 2–20 μl and 20–200 μl, and tips
  • サーマルサイクラー
  • Centrifuge capable of taking 96-well plates
  • アイスバケツ(氷入り)
オプション装置
  • PCR-Cooler (Eppendorf)
  • PCR hood with UV steriliser (optional but recommended to reduce cross-contamination)
  • Stepper pipette and tips
重要

Keep the RNA sample on ice as much as possible to prevent nucleolytic degradation, which may affect sensitivity.

In a clean pre-PCR hood, place a fresh 96-well plate (RT plate) into a PCR Cooler (if using). Using a stepper pipette, or multichannel pipette, add 2 µl of LunaScript RT SuperMix (LS RT) per well.

Depending on the number of samples, fill each well per column as follows:

Plate location X24 samples X48 samples X96 samples
Columns 1-3 1-6 1-12

RT plate prep

To each well containing LunaScript RT SuperMix (LS RT), add 8 µl of sample and gently mix by pipetting. If adding less than 8 µl, make up the rest of the volume with nuclease-free water.

Example for X48 samples: RT plate x48 small

重要

We recommend having a negative control and a positive control for every plate of samples.

Seal the RT plate and spin down.

Incubate the samples in the thermal cycler using the following program:

Step Temperature Time Cycles
Primer annealing 25°C 2 min 1
cDNA synthesis 55°C 10 min 1
Heat inactivation 95°C 1 min 1
Hold 4°C
最終ステップ

While the reverse transcription reaction is running, prepare the master mixes as described in the next section.

5. PCR

材料
  • Q5 HS Master Mix (Q5)
  • Midnight Primer Pool A (MP A)
  • Midnight Primer Pool B (MP B)

消耗品
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind, semi-skirted (Cat # 0030129504) with PCR seals

装置
  • Multichannel pipettes suitable for dispensing 0.5–10 μl, 2–20 μl and 20–200 μl, and tips
  • P1000 pipette and tips
  • P200 ピペットとチップ
  • サーマルサイクラー
  • Microfuge
  • Centrifuge capable of taking 96-well plates
  • アイスバケツ(氷入り)
オプション装置
  • PCR-Cooler (Eppendorf)
  • PCR hood with UV steriliser (optional but recommended to reduce cross-contamination)
  • Stepper pipette and tips

Primer design

To generate tiled PCR amplicons from the SARS-CoV-2 viral cDNA, primers were designed by Freed et al., 2020 using Primal Scheme. These primers are designed to generate 1200 bp amplicons that overlap by approximately 20 bp. These primer sequences can be found here.

重要

We recommend handling the primers in a clean template-free PCR hood.

In the template-free pre-PCR hood, prepare the following master mixes in Eppendorf DNA LoBind tubes and mix thoroughly as follows:

Volume per sample:

Reagent Pool A Pool B
Nuclease-free water 3.7 µl 3.7 µl
Midnight Primer Pool A (MP A) 0.05 µl -
Midnight Primer Pool B (MP B) - 0.05 µl
Q5 HS Master Mix (Q5) 6.25 µl 6.25 µl
Total 10 µl 10 µl

For x24 samples:

Reagent Pool A Pool B
Nuclease-free water 102 µl 102 µl
Midnight Primer Pool A (MP A) 2 µl -
Midnight Primer Pool B (MP B) - 2 µl
Q5 HS Master Mix (Q5) 172 µl 172 µl
Total 276 µl 276 µl

For x48 samples:

Reagent Pool A Pool B
Nuclease-free water 203 µl 203 µl
Midnight Primer Pool A (MP A) 3 µl -
Midnight Primer Pool B (MP B) - 3 µl
Q5 HS Master Mix (Q5) 344 µl 344 µl
Total 550 µl 550 µl

For x96 samples:

Reagent Pool A Pool B
Nuclease-free water 407 µl 407 µl
Midnight Primer Pool A (MP A) 6 µl -
Midnight Primer Pool B (MP B) - 6 µl
Q5 HS Master Mix (Q5) 687 µl 687 µl
Total 1,100 µl 1,100 µl

Using a stepper pipette or a multichannel pipette, aliquot 10 µl of Pool A and Pool B into a clean 96-well plate(s) as follows:

Plate location X24 samples X48 samples X96 samples
Columns Pool A: 1-3
Pool B: 4-6
Pool A: 1-6
Pool B: 7-12
Pool A: 1-12
Pool B: 1-12

Note: For X96 samples, Pool A is a separate plate to Pool B.

Primer pools 1

Using a multichannel pipette, transfer 2.5 μl of each RT reaction from the RT plate to the corresponding well for both Pool A and Pool B in the PCR plate(s), taking care not to cross-contaminate different wells. Mix by pipetting the contents of each well up and down.

There should be two PCR reactions per sample.

Example for X48 samples: PCR x48 small

Mix by pipetting the contents of each well up and down.

重要

Carry forward the negative control from the reverse transcription reaction to monitor cross-contamination events.

We recommend having a negative control and a positive control for every plate of samples.

Seal the plate(s) and spin down briefly.

Incubate using the following program, with the heated lid set to 105°C:

Step Temperature Time Cycles
Initial denaturation 98°C 30 sec 1
Denaturation

Annealing and extension
98°C

61°C
65°C
15 sec

2 min
3 min

35
Hold 4°C
オプショナルステップ

If necessary, the protocol can be paused at this point. The samples should be kept at 4°C and can be stored overnight.

6. Addition of rapid barcodes

材料
  • Rapid Barcode Plate (RB01-96)

消耗品
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • Eppendorf twin.tec® PCR plate 96 LoBind, semi-skirted (Cat # 0030129504) with PCR seals

装置
  • Multichannel pipettes suitable for dispensing 2–20 μl and 20–200 μl, and tips
  • サーマルサイクラー
  • Centrifuge capable of taking 96-well plates

Spin down the Rapid Barcode Plate and PCR reactions prior to opening to collect material in the bottom of the wells.

Using a multichannel pipette or stepper pipette, transfer 2.5 μl nuclease-free water to the wells of a fresh 96-well plate (Barcode Attachment Plate).

Depending on the number of samples, aliquot into each well of the columns as follows:

Plate location X24 samples X48 samples X96 samples
Columns 1-3 1-6 1-12

Barcode attachment plate prep

Using a multichannel pipette, transfer the entire contents of each well of PCR Pool B to the corresponding well of PCR Pool A and mix by pipetting.

Depending on the number of samples, Pool B columns will correspond to different Pool A columns.

No. of samples Pool B column Corresponding Pool A column
X24 4
5
6
1
2
3
X48 7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
X96 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Example for X48 samples: PCR pools x48 small

Using a multichannel pipette, transfer 5 µl from each well of PCR Pool A (now containing pooled PCR products) to the corresponding well of the Barcode Attachment Plate and mix by pipetting.

Depending on the number of samples, PCR Pool A will be in each well of the following columns:

Plate location X24 samples X48 samples X96 samples
Columns 1-3 1-6 1-12

Example for X48 samples: Barcode attachment plate x48 small

Using a multichannel pipette, transfer 2.5 μl from the Rapid Barcode Plate to the corresponding well of the Barcode Attachment Plate, taking care not to cross-contaminate different wells. Mix by pipetting.

Depending on the number of samples, aliquot into each well of the columns as follows:

Plate location X24 samples X48 samples X96 samples
Columns 1-3 1-6 1-12

Example for X48 samples: Rapid barcode plate x48 small

重要

Samples must be thoroughly mixed.

Seal the Barcode Attachment Plate and spin down.

Incubate the plate in a thermal cycler at 30°C for 2 minutes and then at 80°C for 2 minutes.

7. Pooling samples and clean-up

材料
  • AMPure XP Beads (AXP)
  • Elution Buffer from the Oxford Nanopore kit (EB)
  • Rapid Adapter (RA)
  • Adapter Buffer (ADB)

消耗品
  • nuclease-free waterで調整した 80% エタノール溶液
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • 5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen, Q32851)
  • Qubit™ Assay Tubes (Invitrogen, Q32856)

装置
  • Microfuge
  • Centrifuge capable of taking 96-well plates
  • Hula mixer(緩やかに回転するミキサー)
  • マグネットラック
  • アイスバケツ(氷入り)
  • P1000 pipette and tips
  • P200 ピペットとチップ
  • P20 ピペットとチップ
  • P10 ピペットとチップ
  • Qubit fluorometer plate reader (or equivalent for QC check)

Briefly spin down the Barcode Attachment Plate to collect the liquid at the bottom of the wells prior to opening.

Pool the barcoded samples in a 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

We expect to have about ~10 µl per sample.

X24 samples X48 samples X96 samples
Total volume ~240 µl ~480 µl ~960 µl

Mix pooled samples by vortexing.

重要

Pooled barcoded samples must be thoroughly mixed.

Transfer half of the barcoded pooled sample to a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

Per sample, we expect to take forward ~5 µl.

X24 samples X48 samples X96 samples
Example volume 120 µl 240 µl 480 µl

Resuspend the AMPure XP Beads (AXP) by vortexing.

To the pooled barcoded sample, add an equal volume of resuspended AMPure XP Beads (AXP, or SPRI) and mix by pipetting.

Example volume X24 samples X48 samples X96 samples
Volume of 1X AXP 120 µl 240 µl 480 µl

Hula mixer(緩やかに回転するミキサー)で5分間インキュベートします(常温)。

Prepare at least 3 ml of fresh 80% ethanol in nuclease-free water.

サンプルをスピンダウンし、マグネット上でペレット化します。チューブをマグネットの上に置き、無色透明になったら上清をピペットで取り除きます。

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.

Repeat the previous step.

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.

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

Remove and retain 15 µl of eluate containing the DNA library into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

CHECKPOINT

Quantify DNA concentration by using the Qubit dsDNA HS Assay Kit.

Take forward 11 µl of your eluted DNA library.

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 tubes, and spin down.

Incubate the reaction for 5 minutes at room temperature.

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.

8. Priming and loading the SpotON flow cell

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

消耗品
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tubes
  • MinIONとGridIONのFlow Cell
  • Nuclease-free water (e.g. ThermoFisher, AM9937)
  • Bovine Serum Albumin (BSA) (50 mg/ml) (e.g Invitrogen™ UltraPure™ BSA 50 mg/ml, AM2616)

装置
  • MinIONかGridION のデバイス
  • MinIONとGridIONのFlow Cell ライトシールド
  • P1000 ピペット及びチップ
  • P100 ピペットとチップ
  • P20 ピペットとチップ
  • P10 ピペットとチップ
重要

注意:本キットはR10.4.1フローセル(FLO-MIN114)のみに対応しています。

ヒント

フローセルのプライミングとローディング

新規ユーザーは、 初回使用前に'Priming and loading your flow cell' のビデオをご覧いただくことをお勧めします。

Using the Library Solution

For most sequencing experiments, use the Library Beads (LIB) for loading your library onto the flow cell. However, for viscous libraries it may be difficult to load with the beads and may be appropriate to load using the Library Solution (LIS).

Sequencing Buffer(SB)、Library Beads(LIB)またはLibrary Solution(LISを使用する場合のみ)、Flow Cell Tether(FCT)およびFlow Cell Flush(FCF)を室温で融解してから、ボルテックスで混合します。その後、スピンダウンして氷上で保存します。

重要

MinION R10.4.1フローセル(FLO-MIN114)での最適なシークエンス性能と出力向上のために、フローセルのプライミングミックスに最終濃度0.2 mg/mlでBovine Serum Albumin (BSA) を添加することを推奨します。

(注: その他のアルブミンの種類(組換えヒト血清アルブミンなど)の使用は推奨しません。

Prepare the flow cell priming mix with BSA in a suitable tube for the number of flow cells to flush. Once combined, mix well by pipette mixing.

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
Total volume 1,205 µl

MinIONまたはGridIONデバイスの蓋を開け、フローセルをクリップの下にスライドさせます。 フローセルをしっかりと押さえ、サーマルプレートと電気接触が密着しているかを確認してください。

Flow Cell Loading Diagrams Step 1a_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 1b_JP

オプショナルステップ

ライブラリーをロードする前にフローセルチェックを行い、使用可能なポアの数を把握して下さい。

フローセルが以前にチェックされている場合は、このステップを省略できます。

詳細については、MinKNOWプロトコルのフローセルチェックの手順 flow cell check instructionsを参照してください。

フローセルのプライミングポートカバーを時計方向にスライドさせ、プライミングポートを開きます。

Flow Cell Loading Diagrams Step 2_JP

重要

フローセルからバッファーを引き上げる際には注意してください。20~30μl以上は除去せず、ポアのアレイ全体が常にバッファーで覆われていることを確認して下さい。アレイに気泡が入ると、ポアに不可逆的なダメージを与える可能性があります。

プライミングポートを開けた後に、カバーの下に小さな気泡がないかを確認して下さい。気泡を取り除くために少量の液を引き上げます。

  1. P1000ピペットを200 µ Lに設定して下さい。
  2. ピペットの先端をプライミングポートに差し込みます。
  3. 目盛りが220-230 ulと表示されるまでダイヤルを回して、20-30 ulを吸い上げるか、少量のバッファーがピペットの先端に入るのが見えるまでダイヤルを回します。

(注: プライミングポートからセンサーアレイ全体にバッファーがあることを確認してください。

Flow Cell Loading Diagrams Step 03 V5_JP

気泡が混入しないように、プライミングポートからフローセルにプライミングミックスを800µl注入し、 5分間待ちます。この5分間の間に、以下の手順でライブラリーをロードする準備をして下さい。

Flow Cell Loading Diagrams Step 04 V5_JP

Library Beads(LIB)の液をピペッティングすることで十分に混合して下さい。

重要

Library Beads(LIB)チューブにはビーズの懸濁液が入っています。これらのビーズはすぐに沈殿するので、使用直前に混合することが重要です。

ほとんどのシーケンス実験にはLibrary Beads (LIB)の使用を推奨します。しかし、より粘性の高いライブラリーにはLibrary Solution(LIS)を使ってください。

新しい1.5mlのEppendorf DNA LoBindチューブにてライブラリーをロードする準備をします。(詳細は以下に記載されています。)

試薬 1フローセルあたりの容量
Sequencing Buffer (SB) 37.5 µl
Library Beads (LIB)またはLibrary Solution(LIS)(使用する場合)は、使用直前に混合して下さい。 25.5 µl
DNA library 12 µl
合計 75 µl

フローセルのプライミングを完了させます。

  1. SpotON サンプルポートカバーをゆっくりと持ち上げ、SpotON サンプルポートにアクセスできるようにします。
  2. 200μlのプライミングミックスをフローセルのプライミングポート(SpotONサンプルポートではありません)に気泡が入らないように注入します。

Flow Cell Loading Diagrams Step 5_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 06 V5_JP

調製したライブラリーは、ロードする直前にピペッティング混合して下さい。

調製したライブラリー75μlをSpotONサンプルポートからフローセルに滴下します。次の一滴を追加する前に各一滴がポートに入っていることを確認して下さい。

Flow Cell Loading Diagrams Step 07 V5_JP

SpotONサンプルポートカバーをゆっくりと元に戻し、バング(カバーの先)がSpotONポートに入ることを確認し、プライミングポートを閉じます。

Step 8 update_JP

Flow Cell Loading Diagrams Step 9_JP

重要

最適なシークエンス出力を得るために、ライブラリーがロードされたすぐにライトシールドをフローセルに取り付けてください。

ライブラリーがフローセル上にある状態では(ウォッシングやリロードのステップを含める)、フローセルにライトシールドを付けたままにしておくことを推奨します。ライトシールドは、ライブラリーがフローセルから除去された時点で取り外すことができます。

ライトシールドを以下のようにフローセルに設置して下さい。

  1. ライトシールドの先端を慎重にクリップに当てます。 (注: ライトシールドをクリップの下に無理に押し込まないでください。

  2. ライトシールドをフローセルにゆっくりと下ろします。ライトシールドは、フローセルの上部全体を覆うようにSpotONカバーの周囲に取り付けます。

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

注意

MinIONフローセルライトシールドは、フローセルに固定されていないため、取り付け後の取り扱いには注意が必要です。

最終ステップ

デバイスの蓋を閉め、MinKNOWでシークエンスランをセットします。

9. Data acquisition and basecalling

Overview of nanopore data analysis

For a full overview of nanopore data analysis, which includes options for basecalling and post-basecalling analysis, please refer to the Data Analysis document.

重要

Required settings in MinKNOW

The correct barcoding parameters must be set up on MinKNOW prior to the sequencing run. During the run setup, in the Analysis tab:

  1. Enable Barcoding.
  2. Select Edit options.
  3. Enable Mid-read barcode filtering.
  4. Enable Override minimum barcoding score and set the value to 60.
  5. Enable Override minimum mid-read barcoding score and set the value to 50.

MRT Run setup analysis - Barcoding highlights

MRT Run setup Barcoding options

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. There are multiple options for how to carry out sequencing:

1. Data acquisition and basecalling in real-time using MinKNOW on a computer

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

2. Data acquisition and basecalling in real-time using the MinION Mk1B/Mk1D device

Follow the instructions in the MinION Mk1B user manual or the MinION Mk1D user manual.

3. Data acquisition and basecalling in real-time using the MinION Mk1C device

Follow the instructions in the MinION Mk1C user manual.

4. Data acquisition and basecalling in real-time using the GridION device

Follow the instructions in the GridION user manual.

5. Data acquisition and basecalling in real-time using the PromethION device

Follow the instructions in the PromethION user manual or the PromethION 2 Solo user manual.

6. Data acquisition using MinKNOW on a computer and basecalling at a later time using MinKNOW

Follow the instructions in the MinKNOW protocol beginning from the "Starting a sequencing run" section until the end of the "Completing a MinKNOW run" section. When setting your experiment parameters, set the Basecalling tab to OFF. After the sequencing experiment has completed, follow the instructions in the Post-run analysis section of the MinKNOW protocol.

10. Downstream analysis

Recommended pipeline analysis

The wf-artic is a bioinformatics workflow for the analysis of ARTIC sequencing data prepared using the Midnight protocol. The bioinformatics workflow is orchestrated by the Nextflow software. Nextflow is a publicly available and open-source project that enables the execution of scientific workflows in a scalable and reproducible way. The use of the Nextflow software has been integrated into the EPI2ME Labs software that we recommend for running our downstream analysis methods.

Alternative methods for downstream analysis are available using your device terminal or command line, however we only suggest this for experienced users.

Demultiplexed sequence reads are processed using the ARTIC Field Bioinformatics software that has been modified for the analysis of FASTQ sequences prepared using Oxford Nanopore Rapid Sequencing kits. The other modification to the ARTIC workflow is the use of a primer scheme that defines the sequencing primers used by the Midnight protocol and their genomic locations on the SARS-CoV-2 genome.

The wf-artic workflow includes other analytical steps that include cladistic analysis using Nextclade and strain assignment using Pangolin. The data facets included in the report are parameterised and additional information such as plots of depth-of-coverage across the reference genome is optional.

The complete source for wf-artic is linked, and the Nextflow software will download the scripts and logic flow from this location.

The wf-artic workflow needs to be started manually as outlined below in 'Running a Midnight analysis using EPI2ME Labs'.

Software set-up and installation

The EPI2ME application provides a clean interface to accessing bioinformatics workflows, and is our recommended method in performing your post-sequencing analysis.

Follow the instructions in the EPI2ME Installation guide to install the application on your device.

For more information on how to use EPI2ME, refer to the EPI2ME Quick Start guide.

Installing and updating the wf-artic workflow in EPI2ME Labs:

Ensure you have installed the wf-artic workflow prior to the first analysis set-up.

In the EPI2ME Labs home page, scroll down to the "Install workflows" section and click on epi2me-labs/wf-artic:

EPI2ME labs install wfartic

If you have already installed the wf-artic workflow, ensure you are using the latest version.

Updating the workflow can be done directly through EPI2ME Labs by navigating to the wf-artic workflow page and clicking Update Workflow:

12 EPI2ME labs wfartic analysis updating the workflow

Demultiplexing of multiple barcoded samples

The wf-artic analysis requires FASTQ sequence data that has already been demultiplexed.

Reads will be demultiplexed during sequencing if you are following the recommended "Required settings in MinKNOW". However, demultiplexing can also be done post-sequencing using the MinKNOW software.

For more information and guides on demultiplexing using MinKNOW, refer to the "Post-run analysis" section in our MinKNOW Protocol.

The expected input for wf-artic is a folder of folders as shown below. Each of the barcode folders should contain the FASTQ sequence data and files may either be uncompressed or gzipped.

$ tree -d MidnightFastq/

MidnightFastq/

├── barcode01

├── barcode02

├── barcode03

├── barcode04

├── barcode05

├── barcode06

└── unclassified

重要

Basecalling model

The basecalling model should be specified when setting up the wf-artic analysis. This should reflect the basecalling model selected during your run set-up as follows:

  • If using the default model, High-accuracy basecalling (HAC): r1041_e82_400bps_hac_variant_g615
  • If you have used Super accurate basecalling (SUP), please use: r1041_e82_400bps_sup_variant_g615
  • If you have used FAST basecalling, please use: r1041_e82_400bps_fast_variant_g615

Running a Midnight analysis using EPI2ME Labs

Open the EPI2ME Labs application on your device.

EPI2ME labs application logo

Open the "Workflows" tab in the EPI2ME Labs application and click on the "wf-artic" workflow:

3 EPI2ME labs wf-artic workflow

In the "wf-artic" workflow page, select "Run this workflow" to open analysis set-up:

4 EPI2ME labs wfartic workflow run

Complete the wf-artic run set-up:

Select your data input file location. Please note, this folder must contain the demultiplexed FASTQ files of your sequencing run.

5 EPI2ME labs wfartic run setup fastqs

Expand the Primer Scheme Selection tab and set the Scheme version to Midnight-ONT/V3.

6 EPI2ME labs wfartic run setup primer scheme selection

Expand the Advanced Options tab and set the Medaka model to the basecalling model used in your sequencing run.

7 EPI2ME labs wfartic run setup advanced options

8 EPI2ME labs wfartic run setup medaka model

Expand the Extra configuration tab and set the Run name for your wf-artic analysis.

9 EPI2ME labs wfartic run setup run name

Click Launch workflow at the bottom of the page to begin your analysis.

Navigate to the "Analysis" tab in the EPI2ME Labs application to monitor your run:

10 EPI2ME labs wfartic analysis run monitoring

Completed analysis and result files

The wf-artic analysis outputs will be written to the Working Directory folder specified in the EPI2ME Labs Settings tab. The location of this folder is specified in the wf-artic run Instance parameters preceeded by out_dir.

However, these files can also be accessed directly in the EPI2ME Labs application from the completed analysis page for your run:

11 EPI2ME labs wfartic analysis completed run

These outputs include:

  • all_consensus.fasta A multi-FASTA format sequence file containing the consensus sequence for each of the samples investigated. This consensus sequence has been prepared for the whole SARS-CoV-2 genome, not just the spike protein region. The consensus sequence masks the non-spike regions and regions of low sequence coverage with N residues.

  • all_variants.vcf.gz A gzipped VCF file that describes all high-quality genetic variants called by medaka from the sequenced samples.

  • all_variants.vcf.gz.tbi An index file for the gzipped VCF file.

  • consensus_status.txt A tab delimited file that reports whether a consensus sequence has been successfully prepared for a sample, or not.

  • wf-artic-report.html A report summarising these data. This HTML format report also includes the output of the Nextclade software that can be used for a visual inspection of, for example, primer drop out or other qualitative consensus sequence aspects.

Other files are included in the work-directory. This includes per sample VCF files of all genetic variants prior to filtering and other sequences.

Housekeeping and disk usage

The "Working Directory" can be specified in the EPI2ME Labs "Settings" tab and defines where the workflow intermediate files and outputs are stored.

This folder will accumulate a significant number of files that correspond to raw BAM files, other larger intermediates and analysis results files. We recommend this folder to be routinely cleared.

11. フローセルの再利用と返却

材料
  • Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004)

シークエンス実験終了後、フローセルを再利用する場合は、Flow Cell Wash Kitのプロトコールに従い、洗浄したフローセルを2~8℃で保管してください。

Flow Cell Wash Kit protocolは、Nanoporeコミュニティーで入手できます。

ヒント

運転を停止したらできるだけ早くフローセルをウォッシュすることをお勧めします。しかし、これが不可能な場合はフローセルをデバイスに入れたまま、翌日にウォッシュをして下さい。

または、返送手順に従って、オックスフォード・ナノポアに返送してください。

フローセルの返却方法は hereをご覧ください。

(注: 製品を返却する前に、すべてのフローセルを脱イオン水で洗浄する必要があります。

重要

シークエンシング実験に関して問題が発生した場合や質問がある場合には、このプロトコルのオンライン版にあるトラブルシューティングガイドを参照してください。

12. DNA/RNA抽出、およびライブラリ調製時の問題点

以下は、最もよく起こる問題のリストであり、いくつかの原因と解決策が提案されています。

Nanopore Community Support セクションにFAQをご用意しています。

ご提案された解決策を試しても問題が解決しない場合は、テクニカルサポートに電子メール (support@nanoporetech.com)または LiveChat in the Nanopore Communityでご連絡ください。

サンプルの品質が低い

問題点 この問題が生じた可能性のある原因 解決策とコメント
DNAの純度が低い(DNAのOD 260/280のナノドロップ測定値が1.8未満およびOD 260/230が2.0~2.2未満) DNA抽出で必要な純度が得られていない 夾雑物の影響は、 Contaminants に示されています。コンタミネーションをもたらさないために別の抽出方法extraction method をお試しください。.

追加のSPRIクリーンアップステップの実施を検討して下さい。
低いRNA インテグリティー(RNA Integrity Number: <9.5 RIN、またはrRNAバンドがゲル上でスメアになっている) 抽出中にRNAが分解された 別のRNA抽出方法 RNA extraction methodを試してください。RINの詳細については、 RNA Integrity Number の資料を参照してください。詳細については、 DNA/RNA Handling のページをご覧ください。
RNAのフラグメントが予想より短い 抽出中にRNAが分解された 別のRNA抽出方法 RNA extraction methodを試してください。 RINの詳細については、 RNA Integrity Number の資料を参照してください。詳細については、DNA/RNA Handling のページをご覧ください。

RNAを扱う際には、RNaseフリーの環境で作業し、実験器具もRNaseフリーにしておくことをお勧めします。

AMPureビーズクリーンアップ後のDNA回収率が低い

問題点 この問題が生じた可能性のある原因 解決策とコメント
低回収率 AMPureビーズとサンプルの比率が予想していたのよりも低いことによるDNAの損失 1. AMPureビー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懸濁させてください。

2. AMPureビーズ対サンプル比が0.4:1未満の場合、どのようなサイズのDNA断片でもクリーンアップ中に失われます。
低回収率 DNA断片が予想よりも短い サンプルに対するAMPureビーズの比率が低いほど、短い断片に対する選択が厳しくなります。 アガロースゲル(または他のゲル電気泳動法)上でインプットDNAの長さを設定してから、使用するAMPureビーズの適切な量を計算してください。 SPRI cleanup
エンドプレップ後の収率が低い 洗浄ステップで使用したエタノール濃度が低い(70%未満)。 エタノールが70%未満の場合、DNAは洗浄中にビーズから溶出されます。必ず正しい濃度(%)のエタノールを使用してください。

13. Issues during the sequencing run

以下は、最もよく起こる問題のリストであり、いくつかの原因と解決策が提案されています。

Nanopore Community Support セクションにFAQをご用意しています。

ご提案された解決策を試しても問題が解決しない場合は、テクニカルサポートに電子メール (support@nanoporetech.com)または LiveChat in the Nanopore Communityでご連絡ください。

シークエンス開始時のポアがフローセルチェック後よりも少ない場合

問題点 予想される原因 解決策とコメント
MinKNOWのフローセルチェックで確認されたポアの数より、シークエンシング開始時のポア数が少なく表示された。 ナノポアアレイに気泡が入ってしまった。 フローセルチェックをした後、フローセルをプライミングする前に、プライミングポート付近の気泡を取り除くことが必要です。 気泡を取り除かないと、気泡がナノポアアレイに移動し、空気に触れたたナノポアが不可逆的なダメージを負った可能性がある。これを防ぐための最適な方法が、 this videoで紹介されています。
MinKNOWのフローセルチェックで確認されたポアの数より、シークエンシング開始時のポア数が少なく表示された。 フローセルがデバイスに正しく挿入されていない。 シークエンスランを停止し、フローセルをシークエンス装置から取り出します。次に再度フローセルを挿入し、装置にしっかりと固定され、目標温度に達していることを確認します。GridIONやPromethIONの場合は別のフローセルの位置をお試しください。
MinKNOWのフローセルチェックで確認されたポアの数より、シークエンシング開始時のポア数が少なく表示された。 ライブラリー内の汚染物質がポアを失活させたり塞いだりしている。 フローセルチェックの際のポア数は、フローセル保存バッファー中のQC用のDNA分子を用いて計測されます。シークエンシングの開始時は、ライブラリ自体を使用してアクティブなポア数を推定します。このため、フローセルチェックとRun開始時のポア数は、約10%程度の変動が起こります。シークエンシング開始時に報告されたポアの数が大幅に減少している場合は、ライブラリー中の汚染物質がメンブレンを損傷していたり、ポアをブロックしている可能性があります。インプット材料の純度を向上させるために、別のDNA/RNA抽出または精製方法が必要となる場合があります。コンタミネーションの影響は、Contaminants Know-how pieceを参照にして下さい。夾雑物を除去するために別の抽出方法extraction method をお試しください。

MinKNOWのスクリプトに問題

問題点 この問題が生じた可能性のある原因 解決策とコメント
MinKNOW に 「Script failed」と表示されている"
コンピューターを再起動し、MinKNOWを再起動します。問題が解決しない場合は MinKNOW log files MinKNOWログファイルを収集し 、テクニカルサポートにご連絡ください。他のシークエンシングデバイスをお持ちでない場合は、 フローセルとロードしたライブラリーを4℃で保管することをお勧めします。詳細な保管方法については、テクニカルサポー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 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.

予想より短いリード長

問題点 予想される原因 解決策とコメント
予想より短いリード長 DNAサンプルの不要な断片化 読み取り長はサンプルDNA断片の長さを反映します。サンプルDNAは、抽出およびライブラリー調製中の操作で断片化した可能性があります。

1. 抽出の最適な方法については、Extraction Methods の抽出方法を参照してください。

2. ライブラリー調製に進む前に、アガロースゲル電気泳動で、サンプルDNAのフラグメント長の分布を確認してください。 DNA gel2 上の画像では、サンプル1は高分子量ですが、サンプル2は断片化されています。

3. ライブラリー調製中は、試薬を混合するためのピペッティングやボルテックス操作は、プロトコルで指示がないかぎり行わないでください。

利用できないポアの割合が多い場合

問題点 予想される原因 解決策とコメント
利用できないポアの割合が大きい(チャンネルパネルとポアのアクティブポートで青く表示されています)

image2022-3-25 10-43-25 上のアクティブなポアの図は、時間の経過とともに「利用できない」ポアの割合が増加していることを示しています。
サンプル内に不純物が含まれている 一部のポアに吸着する不純物は、MinKNOWに組み込まれたポアのブロック解除機能によって、ポアから除去することができます。 このステップが完了すると、ポアの状態が「sequencing pore」に戻ります。利用できないポアの部分が多いか、増加した場合:

1.Flow Cell Wash Kit nuclease flush using the Flow Cell Wash Kit (EXP-WSH004) を用いて、ヌクレアーゼ洗浄を 行うことができます。又は
2. PCRを数サイクル実行してサンプルDNAの量を増やし、サンプルDNAに含まれる問題の不純物が相対的に減る(希釈される)ようにします。

Inactiveのポアの割合が高い

問題点 予想される原因 解決策とコメント
利用できない(inactive/unavailable)ポアの割合が高い(チャネルパネルとポアアクティブポートでは水色で表示されています)ポアまたは膜に損傷が起きてしまった。 気泡がフローセルに混入した。 フローセルのプライミングやライブラリーのロードで気泡が入ると、ポアに不可逆的なダメージを与える可能性があります。 推奨の操作方法については、Priming and loading your flow cell のビデオをご覧ください。
利用できないポアの割合が多い場合 サンプルDNAに含まれる不純物 既知の化合物問題で、サンプルDNAに多糖類が含まれた事で、植物のゲノムDNAと結合しポアをブロックした。

1. 植物葉DNA抽出法 Plant leaf DNA extraction methodをご参照ください。
2. QIAGEN PowerClean Pro キットを使用してクリーンアップして下さい。
3. QIAGEN REPLI-g kit.キットを使用して、元のgDNAサンプルで全ゲノム増幅を実行します。
利用できないポアの割合が多い場合 サンプル内に不純物が含まれている 不純物の影響は、 Contaminants の ノウハウを参照して下さい。 サンプルDNAに不純物を残留させないために別の抽出方法をお試しください。

Reduction in sequencing speed and q-score later into the run

Observation Possible cause Comments and actions
Reduction in sequencing speed and q-score later into the run For Kit 9 chemistry (e.g. SQK-LSK109), fast fuel consumption is typically seen when the flow cell is overloaded with library (please see the appropriate protocol for your DNA library to see the recommendation). Add more fuel to the flow cell by following the instructions in the MinKNOW protocol. In future experiments, load lower amounts of library to the flow cell.

温度変動

問題点 予想される原因 解決策とコメント
温度変動 フローセルとデバイスの接続が途切れている。 フローセルの背面にある金属プレートを覆っているヒートパッドがあることを確認してください。 フローセルを再度挿入し、コネクターピンがデバイスにしっかりと接触していることを確認するために軽く押してください。問題が解決しない場合は、テクニカルサービスにご連絡してください。

目標温度に到達しない場合

問題点 予想される原因 解決策とコメント
MinKNOWが "Failed to reach target temperature "(目標温度に達しなかった)と表示する。" 装置が通常の室温より低い場所、または風通しの悪い場所(排気が出来ない場所)に置かれた時にフローセルが過熱してします。 MinKNOWでは、フローセルが目標温度に到達するまでの既定の時間枠があります。時間枠を超えると、エラーメッセージが表示され、シークエンシング実験が続行されます。しかし、不適切な温度でシークエンスを行うと、スループットが低下し、qスコアが低下する可能性があります。シークエンシングデバイスが風通しの良い室温に置かれていることを確認して、MinKNOW再スタートしてください。MinION Mk 1Bの温度制御の詳細については、FAQ を参照してください。

Guppy – no input .fast5 was found or basecalled

Observation Possible cause Comments and actions
No input .fast5 was found or basecalled input_path did not point to the .fast5 file location The --input_path has to be followed by the full file path to the .fast5 files to be basecalled, and the location has to be accessible either locally or remotely through SSH.
No input .fast5 was found or basecalled The .fast5 files were in a subfolder at the input_path location To allow Guppy to look into subfolders, add the --recursive flag to the command

Guppy – no Pass or Fail folders were generated after basecalling

Observation Possible cause Comments and actions
No Pass or Fail folders were generated after basecalling The --qscore_filtering flag was not included in the command The --qscore_filtering flag enables filtering of reads into Pass and Fail folders inside the output folder, based on their strand q-score. When performing live basecalling in MinKNOW, a q-score of 7 (corresponding to a basecall accuracy of ~80%) is used to separate reads into Pass and Fail folders.

Guppy – unusually slow processing on a GPU computer

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Unusually slow processing on a GPU computer The --device flag wasn't included in the command The --device flag specifies a GPU device to use for accelerate basecalling. If not included in the command, GPU will not be used. GPUs are counted from zero. An example is --device cuda:0 cuda:1, when 2 GPUs are specified to use by the Guppy command.

Last updated: 12/13/2024

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