無細胞蛋白質合成系統(Cell-Free Protein Synthesis System)，又被稱為轉錄-轉譯系統(TX-TL System)，最早是利用細胞裂解液為基底，再加入DNA模板、能量系統、tRNA、胺基酸及鹽類，在試管內完成轉錄及轉譯反應合成蛋白，這種方式只要先把細胞放大後，提前製備成為細胞裂解液保存於冰箱，就可以隨時拿出來合成蛋白。缺點是每批次的細胞裂解液成分略有不同，導致蛋白質合成效率不一致，而且細胞裂解液屬於複雜的混合物，難以對成分進行調整優化。因此科學家提出了以明確成分進行無細胞蛋白質合成的系統，稱為PURE system (Protein synthesis Using Recombinant Element)。
