Rapid sequencing DNA - 16S Barcoding Kit 24 V14 (SQK-16S114.24)

Oxford Nanopore Technologies
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Protocol

Rapid sequencing DNA - 16S Barcoding Kit 24 V14 (SQK-16S114.24) V16S_9199_v114_revB_06Dec2023

A protocol for amplifying the 16S rRNA gene from extracted gDNA.

  • Genus-level bacterial identification
  • Multiplex up to 24 different samples
  • Compatible with R10.4.1 flow cells only

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.

FOR RESEARCH USE ONLY

概览

A protocol for amplifying the 16S rRNA gene from extracted gDNA.

  • Genus-level bacterial identification
  • Multiplex up to 24 different samples
  • Compatible with R10.4.1 flow cells only

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: 16S_9199_v114_revB_06Dec2023

1. Overview of the protocol

重要

本试剂盒为早期试用产品

如需有关早期试用计划的更多信息，请参阅 本文了解产品的不同发布阶段。

请确保您始终使用最新版本的实验指南。

Introduction to the 16S Barcoding Kit 24 V14

This protocol describes how to carry out rapid barcoding of 16S amplicons using the 16S Barcoding Kit 24 V14 (SQK-16S114.24). Due to the presence of both highly conserved (adequate for universal primers and phylogenetic signal) and highly variant regions (different across species), the 16S rRNA gene is often used for sequence-based bacterial identification.

The 16S Barcoding Kit 24 V14 enables access to rapid 16S sequencing for organism identification. By narrowing down to a specific region of interest, you can see all the organisms in the sample without sequencing unnecessary regions of the genome, making the test quicker and more economical. There are 24 unique barcodes, allowing you to pool up to 24 different samples in one sequencing experiment.

After sequencing, you can perform downstream analysis using the EPI2ME 16S workflow (wf-16s) to classify 16S amplicons from your samples.

Steps in the sequencing workflow:

Prepare for your experiment

You will need to:

  • Extract your gDNA, 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 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
16S barcoded PCR amplification Amplify the 16S gene using barcodes supplied in the kit 10 minutes + PCR 4°C overnight
Barcoded sample pooling and bead clean-up Quantify and pool the barcoded samples and perform a library clean-up using beads 15 minutes 4°C short-term storage or for repeated use, such as re-loading your flow cell.
-80°C for single-use long-term storage.
Adapter ligation Attach the rapid sequencing adapters to the 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 DNA library for sequencing 5 minutes

16S V14 barcoding workflow

Sequencing and analysis

You will need to:

  • Start a sequencing run using the MinKNOW software, which will collect raw data from the device and convert it into basecalled reads
  • Optional: Start the EPI2ME software and select the wf-16S workflow
重要

Compatibility of this protocol

This protocol should only be used in combination with:

2. Equipment and consumables

材料
  • 10 ng high molecular weight genomic DNA
  • 16S Barcoding Kit 24 V14 (SQK-16S114.24)
耗材
  • MinION及GridION测序芯片
  • LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix (NEB, M0533)
  • （非必需）牛血清白蛋白（BSA）（50 mg/mL）（例如 Invitrogen™ UltraPure™ BSA （50 mg/mL）， AM2616）
  • Qubit dsDNA HS Assay（双链DNA高灵敏度检测）试剂盒（Invitrogen, Q32851）
  • 新制备的80%乙醇（用无核酸酶水配制）
  • 无核酸酶水（如ThermoFisher，AM9937）
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
  • Qubit™ 分析管（Invitrogen, Q32856）
  • 0.2 ml 薄壁PCR管
仪器
  • MinION 或 GridION 测序仪
  • MinION 及GridION 测序芯片遮光片
  • Hula混匀仪（低速旋转式混匀仪）
  • 迷你离心机
  • 涡旋混匀仪
  • 适用于1.5ml Eppendorf 离心管的磁力架
  • 热循环仪
  • P1000 移液枪和枪头
  • P200 移液枪和枪头
  • P100 移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
  • P2移液枪和枪头
  • 多通道移液枪和枪头
  • 盛有冰的冰桶
  • 计时器
  • Qubit荧光计（或用于质控检测的等效仪器）

For this protocol, you will need 10 ng high molecular weight genomic DNA per barcode.

第三方试剂

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

我们建议您按制造商说明准备待用的第三方试剂.

测序芯片质检

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

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

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

16S Barcoding Kit 24 V14 contents

SQK-16S114.24 Kit content

Name Acronym Cap colour No. of vials Fill volume per vial (μl)
16S Barcode Primers 01-24 1-24 - 2 plates, 3 sets of barcodes per plate 15 μl per well
Rapid Adapter RA Green 1 15
Adapter Buffer ADB Clear 1 100
AMPure XP Beads AXP Clear cap, light teal label 1 6,000
Elution buffer EB Black 1 1,500
EDTA EDTA Blue 1 700
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 8,000
Flow Cell Tether FCT Purple 1 200

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

材料
  • 10 ng high molecular weight genomic DNA
  • 16S Barcodes in 96-well plate, at 1 μM each
  • EDTA（EDTA）
  • AMPure XP 磁珠（AXP）
  • Elution Buffer (EB)
  • 快速测序文库接头（RA）
  • 接头缓冲液（ADB）
耗材
  • LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix (NEB, M0533)
  • Qubit dsDNA HS Assay（双链DNA高灵敏度检测）试剂盒（Invitrogen, Q32851）
  • 新制备的80%乙醇（用无核酸酶水配制）
  • 无核酸酶水（如ThermoFisher，AM9937）
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
  • Qubit™ 分析管（Invitrogen, Q32856）
  • 0.2 ml 薄壁PCR管
仪器
  • 热循环仪
  • 迷你离心机
  • Hula混匀仪（低速旋转式混匀仪）
  • 磁力架
  • 盛有冰的冰桶
  • Qubit荧光计（或用于质控检测的等效仪器）
  • P1000移液枪和枪头
  • P200 移液枪和枪头
  • P100移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
  • P2移液枪和枪头
  • 多通道移液枪和枪头
CHECKPOINT

测序芯片质检

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

详情请参阅 MinKNOW 实验指南中的 测序芯片质检说明。

Take one 96-well plate containing 16S barcodes. Break one set of barcodes (1-24, or as desired) away from the plate and return the rest to storage.

16S barcode plate layout:

16S barcode plate layout

重要

The 96-well plates are designed to break in one direction only. Strips, or multiple strips, of eight wells/barcodes can be removed from the plate at any one time.

Thaw the desired barcodes at room temperature.

Briefly centrifuge barcodes in a microfuge to make sure the liquid is at the bottom of the tubes and place on ice.

Thaw the LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix, spin down briefly, mix well by pipetting and place on ice.

Prepare the DNA in nuclease-free water.

  • Transfer 10 ng of each genomic DNA sample into a 0.2 ml thin-walled PCR tube
  • Adjust the volume to 15 μl with nuclease-free water
  • Mix thoroughly by flicking avoiding unwanted shearing
  • Spin down briefly in a microfuge

In each 0.2 ml thin-walled PCR tube containing a sample to be tested, prepare the following mixture:

Reagent Volume
10 ng input DNA (from previous step) 15 μl
LongAmp Hot Start Taq 2X Master Mix 25 μl
Total 40 μl

Note: If the amount of input material is altered, the number of PCR cycles may need to be adjusted to produce the same yield.

充分吹打混匀管中试剂，再瞬时离心。

Using clean pipette tips, carefully pierce the foil surface of the required barcodes. Use a new tip for each barcode to avoid cross-contamination. Make a note of which barcode numbers will be run for each sample.

Using a multichannel pipette, mix the 16S barcodes by pipetting up and down 10 times. Transfer 10 μl of each 16S Barcode into respective sample-containing tubes.

Ensure the components are thoroughly mixed by pipetting the contents of the tubes 10 times and spin down.

Note: Mix gently to minimise introducing air bubbles to the reactions.

Amplify using the following cycling conditions:

Cycle step Temperature Time No. of cycles
Initial denaturation 95 °C 1 min 1
Denaturation 95 °C 20 secs 25
Annealing 55 °C 30 secs 25
Extension 65 °C 2 mins 25
Final extension 65 °C 5 mins 1
Hold 4 °C ∞

Thaw reagents 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 or vortexing
Rapid Adapter (RA) Not frozen ✓ Pipette
Adapter Buffer (ADB) ✓ ✓ Vortex or Pipette
AMPure XP Beads (AXP) ✓ ✓ Mix by vortexing immediately before use
Elution Buffer (EB) ✓ ✓ Vortex or Pipette
EDTA (EDTA) ✓ ✓ Vortex or Pipette

Note: Once thawed, keep all reagents on ice.

Add 4 µl of EDTA to each barcoded sample, mix thorougly by pipetting and spin down briefly.

提示

在此步骤中添加EDTA的目的是终止反应。

Incubate for 5 minutes at room temperature.

Quantify 1 µl of each barcoded sample using a Qubit fluorometer (or equivalent) for QC check.

Pool all barcoded samples in equimolar ratios in a 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube.

Note: Please ensure you have quantified your samples prior to this step and take forward an equimolar concentration of each of the samples for optimal barcode balancing. Samples may vary in concentration following the barcoded PCR, therefore the volume of each barcoded sample added to the pool will be different.

Resuspend the AMPure XP Beads (AXP) by vortexing.

To the pool of barcoded samples, add a 0.6X volume ratio of resuspended AMPure XP Beads (AXP) and mix by pipetting:

Volume of barcoded sample pool 37.5 μl 75 μl 150 μl 300 μl 600 μl
Volume of AMPure XP Beads (AXP) 22.5 μl 45 μl 90 μl 180 μl 360 μl

Note: Table contains example volumes for reference. Please adjust the volume of AMPure XP Beads (AXP) added for the volume of your barcoded sample pool to ensure a 0.6X volume ratio.

将离心管置于Hula混匀仪（低速旋转式混匀仪）上室温孵育5分钟。

准备 2 ml 新制备的80％乙醇（用无核酸酶水配制）。

Briefly spin down the sample and pellet on a magnetic rack until supernatant is clear and colourless. Keep the tube on the magnetic rack, 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.

重复上述步骤。

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

Remove the tube from the magnetic rack and resuspend the pellet by pipetting in 15 µl Elution Buffer (EB). Spin down and incubate for 5 minutes at room temperature.

将离心管静置于磁力架上至少一分钟，直到磁珠和液相分离，且洗脱液澄清无色。

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

Quantify 1 µl of eluted sample using a Qubit fluorometer.

Transfer 50 fmol of your eluted sample into a clean 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind tube. Make up the volume to 11 µl with Elution Buffer (EB).

在一支1.5ml Eppendorf DNA LoBind离心管内，按下表稀释快速测序文库接头（RA），并吹打混匀：

试剂 体积
快速测序文库接头（RA） 1.5 μl
接头缓冲液（ADB） 3.5 μl
总体积 5 μl

向11 μl带条形码的DNA洗脱液中加入1 μl 经过稀释的快速测序文库接头（RA）。

轻弹离心管以充分混合，并瞬时离心。

Incubate the reaction for 5 minutes at room temperature.

步骤结束

制备好的文库即可用于芯片上样。请在上样前，始终将文库置于冰上。

4. MinION 及 GridION 测序芯片的预处理及上样

材料
  • 测序芯片冲洗液（FCF）
  • 测序芯片系绳（FCT）
  • 文库溶液（LIS）
  • 文库颗粒（LIB）
  • 测序缓冲液（SB）
耗材
  • MinION及GridION测序芯片
  • （非必需）牛血清白蛋白（BSA）（50 mg/mL）（例如 Invitrogen™ UltraPure™ BSA （50 mg/mL）， AM2616）
  • 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind 离心管
仪器
  • MinION 或 GridION 测序仪
  • MinION 及GridION 测序芯片遮光片
  • P1000 移液枪和枪头
  • P100 移液枪和枪头
  • P20 移液枪和枪头
  • P10 移液枪和枪头
重要

请注意：本试剂盒仅兼容R10.4.1测序芯片（FLO-MIN114）。

提示

测序芯片的预处理及上样

我们建议所有新用户在首次运行测序芯片前，观看视频测序芯片的预处理及上样。

使用文库溶液

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

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

重要

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

请注意： 我们不推荐使用其它类型的白蛋白（例如重组人血清白蛋白）。

在一支洁净的 1.5 ml Eppendorf DNA LoBind离心管中，按下表制备测序芯片的预处理液，室温下颠倒离心管并吹打混匀：

试剂 体积（每张芯片）
测序芯片冲洗液 (FCF) 1170 µl
50mg/ml的牛血清白蛋白 (BSA) 5 µl
测序芯片系绳 (FCT) 30 µl
总体积 1205 µl

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

中文-测序芯片预处理上样1a

中文-测序芯片预处理上样1b

可选操作

为文库上样前，完成测序芯片检测，查看可用孔数目。

如此前已对测序芯片进行过质检，则此步骤可省略。

更多信息，请查看MinKNOW实验手册的 测序芯片质检 部分。

顺时针转动预处理孔孔盖，使预处理孔显露出来。

中文-测序芯片预处理上样2

重要

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

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

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

中文-测序芯片预处理上样3

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

中文-测序芯片预处理上样4

将含有文库颗粒的LIB管用移液枪吹打混匀。

重要

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

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

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

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

完成测序芯片的预处理：

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

临上样前，用移液枪轻轻吹打混匀制备好的文库。

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

中文-测序芯片预处理上样7

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

中文-测序芯片预处理上样8

中文-测序芯片预处理上样9

重要

为获得最佳测序产出，在文库样本上样后，请立即在测序芯片上安装遮光片。

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

按下述步骤安装测序芯片遮光片：

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

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

MinION加装遮光片

注意

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

步骤结束

小心合上测序设备上盖并在MinKNOW上设置测序实验。

5. Data acquisition and basecalling

如何开始测序

在完成测序芯片的加样后，您即可在MinKNOW中启动测序实验。MinKNOW 软件负责仪器控制、数据采集以及实时碱基识别。有关设置和使用 MinKNOW 的详细信息，请参阅MinKNOW 实验指南。

您可以通过多种方式使用并设置MinKNOW：

  • 在直接或远程连接到测序设备的计算机上。
  • 直接在 GridION、MinION Mk1C 或 PromethION 24/48 测序设备上。

有关在测序设备上使用 MinKNOW 的更多信息，请参阅相应设备的用户手册：

在MinKNOW中启动测序：

1. 在 "开始 "（Start）页面上，选择 __开始测序__（Start Sequencing)。 start

2. 输入实验详情：例如实验名称，测序芯片位置及样本ID。 Grid start seq

3. 在"试剂盒"页面上，选择建库试剂盒。 kit selection

4. 配置测序实验参数，或保持“运行选项”和“分析”页面中的默认设置。

请注意： 如果在设置运行参数时关闭了碱基识别，您可在实验结束后，在MinKNOW中运行线下碱基识别。详情请参阅MinKNOW实验指南。

5. 在“输出”页面中，设置输出参数或保持默认设置。 step5c

6. 单击 "参数确认" 页面上的 开始 启动测序。 Step6

测序后数据分析

当于MinKNOW上完成测序后，您可按照“测序芯片的重复利用及回收”一节中的说明重复使用或返还测序芯片。

完成测序和碱基识别后，即可进行数据分析。有关碱基识别和后续分析选项的详细信息，请参阅数据分析文档。

在下游分析部分，我们将概述更多用于数据分析的选项。

6. 结束实验

材料
  • 测序芯片清洗剂盒（EXP-WSH004）

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

您可在纳米孔社区获取 测序芯片清洗试剂盒实验指南。

请按照“回收程序”清洗好芯片，以便送回Oxford Nanopore。

您可在 此处找到回收测序芯片的说明。

请注意： 在将测序芯片寄回之前，请使用去离子水对每张芯片进行冲洗。

重要

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

7. Downstream analysis

下游分析 (1)

您可以选择以下几个途径来进一步分析经过碱基识别的数据：

1. EPI2ME 平台

EPI2ME平台是由Oxford Nanopore Technologies有限公司的子公司Metrichor有限公司开发的一项基于云端的数据分析服务。EPI2ME平台提供了一系列的分析工作流程，包括宏基因组识别、条形码拆分、序列比对和结构变异识别。进行这些分析无需额外的设备或计算能力；并且可直接生成易于解读的分析报告。有关如何在EPI2ME上运行分析工作流程，请参考 EPI2ME 使用指南, 从 “Starting data analysis”（开始数据分析）部分开始操作。

2. EPI2ME Labs 教程及工作流程

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

3. 科研分析工具

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

4. 纳米孔社区用户开发的分析工具

如果以上工具仍无法为您提供解决研究问题的分析方法，请参考资源中心的生物信息学板块。该板块汇总了各种第三方用户开发、且在Github上开源的、针对纳米孔数据的生信分析工具。请注意，Oxford Nanopore Technologies不为这些工具提供支持，也不能保证它们与测序所用的最新的化学试剂/软件配置兼容。

Additional options for further analysing your basecalled data include:

1. Research analysis tools

Oxford Nanopore Technologies' Research division has created a number of analysis tools, that are available in the Oxford Nanopore GitHub repository. The tools are aimed at advanced users, and contain instructions for how to install and run the software. They are provided as-is, with minimal support.

2. Community-developed analysis tools

If a data analysis method for your research question is not provided in any of the resources above, please refer to the Bioinformatics section of the Resource centre. Numerous members of the Nanopore Community have developed their own tools and pipelines for analysing nanopore sequencing data, most of which are available on GitHub. Please be aware that these tools are not supported by Oxford Nanopore Technologies, and are not guaranteed to be compatible with the latest chemistry/software configuration.

8. Issues during DNA/RNA extraction and library preparation

以下表格列出了常见问题，以及可能的原因和解决方法。

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

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

低质量样本

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

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

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

Low DNA recovery after AMPure bead clean-up

Observation Possible cause Comments and actions
Low recovery DNA loss due to a lower than intended AMPure beads-to-sample ratio 1. AMPure beads settle quickly, so ensure they are well resuspended before adding them to the sample.

2. When the AMPure beads-to-sample ratio is lower than 0.4:1, DNA fragments of any size will be lost during the clean-up.
Low recovery DNA fragments are shorter than expected The lower the AMPure beads-to-sample ratio, the more stringent the selection against short fragments. Please always determine the input DNA length on an agarose gel (or other gel electrophoresis methods) and then calculate the appropriate amount of AMPure beads to use. SPRI cleanup
Low recovery after end-prep The wash step used ethanol <80% DNA will be eluted from the beads when using ethanol <80%. Make sure to use the correct percentage.

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

以下表格列出了常见问题，以及可能的原因和解决方法。

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

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

Mux扫描在测序起始时报告的活性孔数少于芯片质检时报告的活性孔数

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

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

MinKNOW脚本失败

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

Pore occupancy below 40%

Observation Possible cause Comments and actions
Pore occupancy <40% Not enough library was loaded on the flow cell 10–50 fmol of good quality library can be loaded on to a MinION Mk1B/GridION 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 Rapid PCR 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 added during flow cell priming (FCT tube). Make sure FCT was added to FCF before priming.

读长短于预期

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

1. 1. 请查阅纳米孔社区中的 提取方法 以获得最佳DNA提取方案。

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

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

大量纳米孔处于不可用状态

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

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

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

大量纳米孔处于失活状态

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

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

温度波动

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

未能达到目标温度

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

Last updated: 4/24/2024

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