Биопроизводство начинается с подготовительного этапа. На этом этапе клетки культивируются, и формируется продукт. Это могут быть бактерии, дрожжи, клетки насекомых или млекопитающих. Их выращивают в биореакторах в контролируемых условиях. Цель — максимизировать плотность клеток и выход продукта. Все последующие этапы зависят от того, что происходит на этом этапе.

Предварительная обработка включает несколько этапов. Разработка клеточной линии позволяет создать стабильную, высокопродуктивную клеточную линию. Культивирование семян позволяет увеличить объем клеток из небольшого флакона до объема, достаточного для производственного биореактора. Оптимизация питательной среды обеспечивает клетки необходимыми питательными веществами. Параметры процесса, такие как температура, pH, растворенный кислород и стратегия подкормки, контролируются для максимизации производительности. Объем производственного биореактора может варьироваться от нескольких литров до тысяч литров.

Выбор системы экспрессии имеет значение. Бактерии быстры и дешевы, но не могут выполнять сложные посттрансляционные модификации. Дрожжи могут модифицировать белки, но не так, как клетки человека. Клетки млекопитающих производят правильно свернутые и модифицированные белки, но это медленный и дорогостоящий процесс. Клетки насекомых используются для производства некоторых вакцин и белков. Выбор зависит от продукта.

На этапе подготовки сырья происходит взаимодействие биологии и инженерии. Небольшие изменения условий могут оказать существенное влияние на выход и качество продукции. Это сложный, динамичный процесс, требующий тщательного мониторинга и контроля.