1928年9月，英国圣玛丽医学院细菌学教授弗莱明（Alexander Fleming）假期结束后，当他回到实验室整理培养皿时，他观察到一个神奇的现象：大多数细菌可以正常生成，但真菌部落附近没有细菌生长，似乎真菌分泌某种物质来杀死和抑制原始细菌的生长。随后，弗莱明培养了这种真菌，发现它的分泌物确实可以杀死特定的细菌，所以他根据真菌部落的名字“Penicillium将其命名为青霉素(英语:Penicillin，尼西林的音译)。
青霉素(英语:Penicillin，尼西林)是指分子中含有青霉烷的抗生素，可以破坏细菌的细胞壁，并在细菌细胞的繁殖过程中发挥杀菌作用，是从青霉菌中提取的抗生素。
青霉素属于β-内酰胺类抗生素（β－lactams），β－内酰胺类抗生素包括青霉素、头孢菌素、碳青霉烯、单环、头霉素等。青霉素是一种非常常见的抗菌药物。
青霉素分子： C16H18N2O4S
事实上，弗莱明并不是第一个发现霉菌有抗菌作用的人：
1870年，博登·桑德斯也在圣玛丽医院工作，他观察到细菌无法在被霉菌污染的培养液中生长。受博登·桑德斯的启发，英国外科医生和外科防腐技术的发明者李斯特进一步研究了这一点，发现被青霉污染的尿液会抑制细菌的生长。
1875年，英国著名物理学家丁铎尔向伦敦王家学会报告说，青霉会杀死细菌。
1877年，法国著名微生物家巴斯德及其同事发现霉菌会抑制尿液中炭疽杆菌的生长。
1897年，23岁的法国医学生恩斯特·杜彻斯尼完成了他的博士论文，说青霉可以完全清除培养基中的大肠杆菌，并证明青霉可以防止注射伤寒杆菌的动物受伤。但这项研究被忽视了。1920年，比利时人安德烈·格拉蒂亚和莎拉·达斯在法国巴斯德研究所工作时发表论文，称葡萄球菌的生长受到抑制。这篇论文也没有引起注意。
青霉菌
弗莱明于1929年6月在《英国实验病理学期刊》上发表了这一发现，并简要介绍了青霉素的潜在治疗效果。现阶段，青霉素的真正价值并没有真正显现出来。弗莱明不太清楚青霉素是什么，甚至曾经认为它是一种酶。除了弗莱明缺乏化学知识外，更重要的原因是青霉素的产量太低，他无法提取高纯度的青霉素进行识别；此外，他们无法克服青霉素净化过程中不稳定和容易失活的问题。鉴于此，尽管弗莱明团队在1929年发布了青霉素体外抗菌实验数据，但当时并没有引起学术界和工业界的关注。
从左到右:弗莱明，E. 和H. Florey
最后，1940年，事情发生了变化，牛津大学E. Chain、H. Florey和N. Heatley领导的团队通过改变青霉素的培养条件，优化创新青霉素提取工艺，解决了其稳定性问题，最终成功获得了纯青霉素产品。随后，他们还将提纯的青霉素用于动物实验，并取得了理想的效果。自1928年弗莱明发现青霉素以来，他的成就一直被忽视。直到牛津大学的科研团队克服了提取问题，青霉素才在第二次世界大战中大放异彩，挽救了无数生命。因此，弗莱明和E. Chain和H. Florey于1945年获得诺贝尔生理学或医学奖。
1944年8月14日，Life杂志上发布的青霉素生产广告
早期青霉素的合成和大规模生产是极其困难的。后来，虽然在多个实验室的共同研发和政府和制药企业的合作下实现了商业化，但生产方法依赖于青霉菌或改进的青霉菌而不是化学合成，这与青霉素的结构不明确有很大关系。
英国生物化学家E1942年. Abraham和E. 在仔细分析了青霉素降解的片段后，Chain大胆地提出了一个想法：青霉素分子中有一个由三个碳原子和一个氮原子组成的四元素β-含硫原子的内酰胺结构和另一个五元杂环与其稠合。然而，由于人们普遍倾向于这种四元，这种结构在提出后存在很大的争议β-内酰胺结构不稳定。当时，英国著名化学家R针对青霉素的结构. Robinson等人坚持认为分子中有恶唑酮结构，因此围绕这两种结构的争论持续了很长时间。
根据降解产品推测的青霉素结构
直到1945年，英国传奇科学巨头霍奇金（Dorothy Hodgkin）青霉素的化学结构是通过X-射线衍射技术成功分析出来的，分子中确实存在四元β-内酰胺结构。随后，美国和英国医学研究委员会联合在一起《Science》期刊发表文章，报道了多部门合作完成的青霉素化学分析，表明青霉素有多种类型，但都含有相同的β-内酰胺结构。
常见的青霉素类型
青霉素在第二次世界大战期间拯救了无数的生命，因此其需求激增。虽然制药公司可以通过改变生产过程获得相当大的青霉素产量，但化学合成青霉素一直是化学家面临的巨大挑战，即使青霉素的结构早在1945年就通过X射线晶体衍射得到证实，然而，MIT(麻省理工学院)John直到12年后才首次不对称全合成 C. 实现了Sheehan等人。
青霉素是人类发现的第一种真正的抗生素，也是抗生素发展历史上的一个重要里程碑；它引发了医学界寻找抗生素的高潮，也成功地开启了抗生素的黄金时代。
后来发现了各种抗生素，包括链霉素、头孢菌素、四环素等，在细菌性传染病的治疗中发挥了重要作用。
然而，近年来抗生素的滥用令人担忧：许多广谱抗生素也可能杀死正常菌群，导致菌群紊乱；其次，细菌耐药性和“超级细菌”的出现也是一个非常严重的问题。
因此，如何开发新的抗生素药物并合理选择和使用它们将是未来每个人面临的新挑战。
参考资料：
https://baike.baidu.com/item/青霉素
https://baike.baidu.com/item/抗生素
http://www.a-hospital.com/w/青霉素
青霉素的发现与发展
《青霉素故事》
为什么便宜又好用的青霉素从医院消失了？
人类最早发现的抗生素-青霉素（Penicillin）》
青霉素竟然是在科学史上发现的。
发现科学史上著名的公案——青霉素
《默沙东诊疗手册-青霉素》
深入分析青霉素如何挽救数百万人的生命？
中国青霉素是如何诞生的？
为什么曾经拯救过无数人的伟大英雄青霉素变得越来越“罕见”？英雄真的没有“药”的地方吗？”
《青霉素的诞生:演绎四位科学家之间的爱恨情仇》
为什么青霉素是“超级神药”，青霉素的发现者弗莱明？
青霉素的历史：青霉素从古代偏方到现代神药都经历了什么？
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