Das Forschungsfeld der zellfreien Proteinsynthese beschäftigt sich mit der Synthese rekombinanter Proteine in verschiedenen zellfreien Systemen. Um Proteine analysieren zu können, müssen diese zunächst in funktionell aktiver Form zur Verfügung gestellt werden. Die Expression von Proteinen in lebenden Zellen, also in vivo, wird vielfach angewendet, führt jedoch nicht immer zum erwünschten Ziel, da sich nicht jedes Protein in Zellkulturen zufriedenstellend synthetisieren lässt. Eine effiziente Alternative zur Expression von Proteinen in lebenden Zellen stellt daher die zellfreie Proteinsynthese dar. Hierbei werden die Inhaltsstoffe der Zelle genutzt, um ein bestimmtes Zielprotein auf schnelle und kostengünstige Weise herzustellen. Die Verwendung von eukaryotischen Zelllysaten bietet den besonderen Vorteil, dass sie die Synthese von Proteinen mit posttranslationalen Modifizierungen (PTMs) erlauben. Ein besonderer Fokus liegt auf der Charakterisierung, Modifizierung und Funktionsuntersuchung zellfrei hergestellter Antikörperformate und Membranproteine. Zellfreie Systeme werden in zeitsparenden hochparallelisierten Verfahren genutzt um Antikörper und Membranproteine zu synthetisieren und diese unmittelbar einer Funktionsanalytik zuzuführen.