License: This is an open access protocol distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited
European Health and Digital Executive Agency (HaDEA)
Grant ID: 101111879
Disclaimer
This method was not developed from scratch at Statens Serum Institut. It is a method composed of methods from Precision System Science (DNA isolation and clean up) and Oxford Nanopore Technologies (Library preparation and sequencing). See under Protocol References for links to the original protocols.
Abstract
Protocol for the 'fast track' sequencing flow at the Sequencing Core Facility at Statens Serum Institut (SSI). This method utilises the MagLEAD system for DNA extraction and cleaning followed by the Nanopore sequencing platform for library prep. (Kit: SQK-RBK114-96) and sequencing (GridION w. flow cell type: FLO-MIN114). Both isolates and cleaned up DNA can be used as input material.
MagDEA Dx SVPrecision System Science co. ltdCatalog #E1300 er mærket med følgende faremærker:
Sundhedsfare
Brandfarlig
Miljøfare
Kronisk sundhedsfare
Arbejd med korrekt personbeskyttelse (kittel, briller og "tykke" handsker).
Before start
Handler det om modtagelse af flow celler - gå til sektionen: Modtagelse af flowceller (trin 1).
Hvis input materialet er lysater - gå til sektionen: MagLEAD oprensning (trin 6).
Hvis input materialet er DNA - gå til sektionen: Nanopore "library prep." (trin 46).
Hvis input materialet er DNA, start med at bestemme koncentrationen i prøverne.
Modtagelse af flowceller
Modtagelse af flowceller
Tag alle pakkerne med flowceller R10.4.1 (FLO-MIN114, Oxford Nanopore Technologies (ONT), Oxford, Storbritannien) ud af kassen som de er ankommet i.
Læg dem i rum 126 - Amplicon og lad dem opnå stuetemperatur.
Lav et "flow cell check" på alle flowcellerne.
Note
Flowceller R10.4.1 er dækket af en købsgaranti på +800 aktive pore.
Hvilket betyder, at hvis der er under 800 aktive pore på en flowcelle ved første "flow cell check", kan den/de sendes tilbage, og nye vil blive fremsendt kvit og frit.
Vigtigt: flowceller med under 800 aktive porer skal fejlmeldes til Nanopore inden for 2 dage efter første "flow cell check" for at få den/dem refunderet.
Notér datoen for modtagelse af flowcellerne, antal aktive pore ("pore count") samt "flow cell id" på deres indpakning (se billede 1 nedenfor).
Billede 1: Flowcelle (til højre) af typen R10.4.1 med "flow cell id", samt indpakningen (til venstre) med "flow cell id", "pore count" og dato.
Put flowcellerne tilbage i deres indpakning og læg dem på køl (opb. på køl i rum 126 - Amplicon).
MagLEAD oprensning
MagLEAD oprensning
Hent indleverede lysater i fryseren (SSI nr.: 810978) i rum 134 (Hamilton 1).
Lad dem tø ved stuetemperatur.
Find følgende komponenter frem:
Forbrugsvarer
"Micro-tube" rør
- findes i "magLEAD Consumable Kit" (REF: F4430, Precision System Science co. ltd. (PSS), Chiba,
Japan) i rum 119.
"Tip and sheath set"
- findes i "magLEAD Consumable Kit" (REF: F4430, PSS).
Reagenser
MagDEA Dx SVPrecision System Science co. ltdCatalog #E1300
- findes i ”Magtration Reagent / MagDEA Dx SV” kassen (REF: E1300, PSS) i rum 119.
Safety information
MagDEA Dx SVPrecision System Science co. ltdCatalog #E1300 er mærket med følgende faremærker:
Sundhedsfare
Brandfarlig
Miljøfare
Kronisk sundhedsfare
Arbejd med korrekt personbeskyttelse (kittel, briller og "tykke" handsker).
Overfør 250 µL fra hver lysat til nye 1,5 mL "micro-tube" rør.
Tag stativet til rør og spidser (se billede 2 nedenfor)
Placér "micro-tube" rørene med lysat i stativet i rækken markeret med "S" ("Sample").
Find det samme antal "tip and sheath set" og placér dem i række "T1" ("Tip 1") i stativet.
Placér nye "micro-tube" rør i række "E" ("Elution") i stativet.
Tag stativet til reagenser (se billede 3 nedenfor) ud af magLEAD'en.
Billede 3: Stativ til reagenser.
Find et antal MagDEA Dx SVPrecision System Science co. ltdCatalog #E1300 svarende til antallet af lysater og placér dem i stativet til reagenser, startende fra venstre.
Sæt stativet med reagenser (Billede 3) tilbage på sin plads i magLEAD'en.
Sæt stativet med rør og spidser (Billede 2) tilbage på sin plads i magLEAD'en.
Tænd magLEAD'en og lad den initialisere.
På displayet til venstre på instrumentet, tryk på Start.
(Instrumentet initialiserer igen).
Tryk på Enter (nedadgående pil der drejer til venstre).
(Godkender at initialiseringen er gået fint, og instrumentet kan fortsætte).
Ønskes der at skrive batch info for kørslen ind, tryk på Enter.
Ellers tryk på Start.
Tryk på Enter.
(Godkender den foreslåede type af "reagent cartridge").
Tryk på Enter.
(Stativerne til reagenser og rør og spidser er allerede blevet sat på plads i instrumentet).
Tryk på 2.
(Valg af elueringsvolumen - i denne protokol skal den sættes til 100 µL).
Tryk på Enter.
(Godkender de foreslåede voluminer for "sample" og "elution").
Tryk på Start.
Herved startes kørslen. Kørslen tager ca. 00:30:00 uafhængigt af antallet af prøver (1-12 stk.).
30m
Når kørslen er færdig:
Tag eluaterne (de oprensede prøver - står i række "E") ud af instrumentet og sæt dem på is.
Samle de resterende ting (reagenser, rør og spidser) omhyggeligt i en plastpose og bortskaf det hele som affaldsgruppe X (hvid spand i stinkskab SSI nr.: 810309 i rum 122).
UV-dekontaminering på magLEAD
UV-dekontaminering på magLEAD
30m
30m
Efter endt oprensning, eller når instrumentet tændes, er det muligt at køre en UV-dekontaminering på instrumentet, hvilket gøres på følgende måde:
Skal der køres UV inden en kørsel - Tænd for instrumentet.
Skal der køres UV efter en kørsel - Følg instrukserne på skærmen indtil startmenuen er nået.
Tryk på 1.
(UV-program).
UV-dekontaminering på magLEAD
UV-dekontaminering på magLEAD
30m
30m
Indtast antal minutter UV-programmet skal køre.
(Standard er 00:30:00).
30m
UV-dekontaminering på magLEAD
UV-dekontaminering på magLEAD
30m
30m
Tryk på Enter.
(Godkender kørselstiden på UV-programmet).
Tryk på Start.
(Herved startes UV-programmet).
Sekundær oprensning af DNA-produkt
Sekundær oprensning af DNA-produkt
Note
Fra dette punkt foregår arbejdet manuelt.
Find følgende komponenter frem:
AMPure XP Beads (AXP) Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 (opbevares på -20°C i rum 126 - Amplicon) - temperér ved stuetemp. og vortex for at re-suspendere "beads".
med Qubit™ dsDNA BR Assay KitThermo Fisher ScientificCatalog #Q32853 (Mål på 2 µL).
Note
Hvordan man måler på Qubit (2 µL prøve)
Tag et antal Qubit-rør (#Q32856, Invitrogen - Thermo Fisher) frem matchende antallet af prøver + 2 mere til standarder.
Pipettér følgende volumener af "working solution" til de to typer af rør: 198 µL til alle prøverør samt 190 µL til de to rør til standarder.
Tilføj 10 µL af hhv. standard #1 og #2 til hvert sit rør til standarderne med "working solution" (den totale volumen skal være 200µL).
Tilføj 2 µL fra hver prøve til hvert sit prøverør med "working solution" (den totale volumen skal være 200µL).
Vortex alle rør og inkubér dem i 00:02:00 ved stuetemperatur. Tjek at der ikke er nogle bobler i væsken.
Fra forsiden på instrumentet vælg dsDNA og derefter 1x dsDNA Broad Range.
Vælg Read Standards og følg anvisningerne.
Efter begge standarder er målt, vælg Run samples og sørg for at "original sample volume" er sat til 2µL, samt at "output sample units" er sat til ng/µL.
Sæt den første prøve i instrumentet og vælg Read tube. Notér koncentrationen.
Forsæt med de resterende prøver.
Skriv koncentrationerne ind i det klargjorde sample sheet (FT_WGS_xx - xx er kørselsnummeret) på den første fane Sample_sheet i kolonnen ConcentrationOfExtraction_ng_per_ul.
Hvis prøverne ikke skal bruges med det samme - Sæt prøverørene på -20 °C.
Hvis prøverne skal bruges med det samme - Gå videre til næste trin.
Sæt 0 rpm, 56°C og start instrumentet (giver instrumentet lov til at varme op til 56 °C).
Fortynd hver enkel prøve til 400 Mass Percent genomisk DNA i 20 µL som angivet i FT_WGS_xx, i den anden fane Dilution sheet, kolonne I + J.
(Hvis prøven har en for lav koncentration fortsættes med 20 µL ufortyndet prøve).
(Fortynd prøverne i 0,2 mL "thin-walled" PCR rør eller en 96-brønds "LoBind" PCR-plade).
Bland hver enkel prøve ved forsigtigt at pipettere op og ned 10-15 gange.
Spin kortvarigt prøverne ned.
Find Rapid Barcodes (RB01-96)Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 frem fra frys (opbevares på -20°C i rum 126 - Amplicon) og sæt dem i en køleblok.
! Det er vigtigt at Rapid Barcodes (RB01-96) hele tiden holdes på en køleblok, imens de er uden
for fryseren. Så snart de er brugt, skal de åbne brønde tapes til og sættes tilbage på frys !
Tilsæt 3 µL (pr. 400 ng prøve) Rapid Barcodes (RB01-96)Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 til hver prøve som angivet i FT_WGS_xx, i den anden fane Dilution sheet, kolonne E, F og K.
Bland hver enkel prøve ved forsigtigt at pipettere op og ned et par gange og spin dem ned.
Inkubér prøverne ved:
Temp.
Tid
30 ℃
00:02:00
80 ℃
00:02:00
10 ℃
∞
Varmeprogram
Put prøverne kortvarigt på en køleblok for at blive kølet ned.
"Pool" alle de ’barkodede’ prøver (23 µL pr. prøve) i et nyt 1,5 mL "LoBind" rør, og notér den totale volumen i røret (gang 23 μL med antallet af prøver).
Re-suspendér AMPure XP Beads (AXP) Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 ved at vortexe røret.
Tilsæt AMPure XP Beads (AXP) Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 i forholdet 1:0,5 (prøvevolumen:"beads") til røret med de pooled prøver.
med et Qubit™ dsDNA BR Assay KitThermo Fisher ScientificCatalog #Q32853 (Mål på 1 µL).
Note
Hvordan man måler på Qubit (1 µL prøve)
Tag et antal Qubit-rør (#Q32856, Invitrogen - Thermo Fisher) frem matchende antallet af prøver + 2 mere til standarder.
Pipettér følgende volumener af "working solution" til de to typer af rør: 199 µL til alle prøverør samt 190 µL til de to rør til standarder.
Tilføj 10 µL af hhv. standard #1 og #2 til hvert sit rør til standarderne med "working solution" (den totale volumen skal være 200µL).
Tilføj 1 µL fra hver prøve til hvert sit prøverør med "working solution" (den totale volumen skal være 200µL).
Vortex alle rør og inkubér dem i 00:02:00 ved stuetemperatur. Tjek at der ikke er nogle bobler i væsken.
Fra forsiden på instrumentet vælg dsDNA og derefter 1x dsDNA Broad Range.
Vælg Read Standards og følg anvisningerne.
Efter begge standarder er målt, vælg Run samples og sørg for at "original sample volume" er sat til 1µL, samt at "output sample units" er sat til ng/µL.
Sæt den første prøve i instrumentet og vælg Read tube. Notér koncentrationen.
Forsæt med de resterende prøver.
Overfør 2000 ng DNA prøve af eluatet til et nyt 1,5 mL DNA "LoBind" rør og tilføj Nuclease-free Water til en endelig volumen på 11 µL.
Hvis der ikke er nok DNA i prøven overføres bare 11 µL af eluatet.
Note
Beregning på hvor meget af eluatet der skal overføres
Bland følgende i et nyt 1,5 mL DNA "LoBind" rør:
3.5 µLAdapter Buffer (ADB)Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 (opb. på -20°C i rum 126 - Amplicon).
1.5 µLRapid Adapter (RA)Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 (opb. på -20°C i rum 126 - Amplicon).
Stil dette reagens på frys igen så snart det er brugt.
Bland ved pipettering.
Tilføj 1 µLfortyndetRapid Adapter (RA)Oxford Nanopore TechnologiesCatalog #SQK-RBK114.96 til de 11 uL prøve med ’barkodede’ DNA.
Bland ved forsigtigt at ”flicke”/flippe røret og spin det ned.
Inkubér prøven i 00:05:00 stuetemperatur (10 minutter hvis reaktionen er viskøs).
Sæt efterfølgende prøven på is / en køleblok.
5m
Bland følgende komponenter for at forberede ”flow cell priming mix” med BSA:
5 µLBovine Serum Albumin (BSA) (50 mg/mL)Fischer ScientificCatalog #AM2616
Vend røret nogle gange for at blande det.
Hent flowcellen (R10.4.1), tag plastkassen ud af indpakningen og tag låget af kassen.
Lad flowcellen sidde i kassen for at give mere stabilitet.
Billede 4: Nanopore flowcelle i en MinION holder.
Skub ”flow cell priming port cover” (se billede 4 ovenfor) med uret 90⁰ for at åbne til ”priming port”.
Efter at der er åbnet til ”priming port”, tjek da for små luftbobler under låget.
Træk herefter en lille volumen ud, for at fjerne potentielle luftbobler, på følgende måde:
Sæt en p1000 pipette til 200 µL.
Sæt en pipettespids på pipetten og sæt pipettespidsen lodret i ”priming port”.
Drej hjulet på pipetten "op" (øg volumen) indtil en lille smule buffer (er gul) kommer op i pipettespidsen.
! Det er vigtigt at der under dette stadig er buffer hele vejen fra ”priming port” hen over ”sensor array” (se billede 4). Hvis der introduceres luftbobler ind til ”sensor array”, kan det ødelægge porerne i flowcellen !
Fjern pipetten og smid pipettespidsen ud.
Pipettér 800 µL ”priming mix” til flowcellen via. ”priming port" på følgende måde:
Undgå at introducere luftbobler ved at pipettere en lille dråbe på flowcellen ved side af ”priming port” for efterfølgende at ”skubbe” pipettespidsen sammen med dråben hen i ”priming port”.
Pipettér 800 µL ”priming mix” til flowcellen.
Stop lige inden at pipettespidsen er helt tømt, fjern pipetten og smid pipettespidsen ud.
Inkubér flowcellen i 00:05:00 stuetemperatur.
5m
Imens kan biblioteket gøres klar til sekventering.
Tilsæt følgende til røret med DNA-biblioteket (prøven):
Bland det forberedte bibliotek (prøven) ved forsigtigt at pipettere prøven op og ned med en pipette lige inden det skal overføres til flowcellen.
Overfør 75 µL prøve til flowcellen via. ”SpotON sample port” én dråbe ad gangen.
Hvordan:
Hold pipetten lodret ~1 cm over ”SpotON sample port” og lad én dråbe ad gangen falde ned på ”bakken” til ”SpotON sample port”. Sørg for at dråben er trukket ned igennem porten før den næste tilføjes.
Luk forsigtigt ”SpotON port cover” og sikre at den er lukket ordentligt.
Luk for ”priming port”.
Læg herefter det sorte "cover" over "sensor array" på flowcellen (se billede 5) for at beskytte det mod lys.
Billede 5: A: Sort "cover". B: Sort "cover" der dækker "sensor array" på en flowcelle.
Placér flowcellen i en ledig position (se billede 6) på
Klargøring af bibliotek og opsætning af sekventering er baseret på protokollen "Rapid sequencing DNA V14 - barcoding (SQK-RBK114.24 or SQK-RBK114.96)" fra Oxford Nanopore Technologies:
This activity is supported by co-funding from the European Union’s EU4Health programme under Grant Agreement Nr 101111879 SSI-Seq and Statens Serum Institut (SSI).