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 1928年9月的一天早晨，在英国伦敦圣玛丽医学院担任细菌学讲师的弗莱明(a.fleming)像往常一样来到了实验室。在实验室里一排架子上，整齐地排列着很多玻璃培养皿，里面分别培养着各种有毒的细菌。弗莱明正在寻找一种能够制服它们，或把它们变成无毒菌的方法。其中有一种在显微镜下看起来像葡萄状，存在很广泛，能够使伤口感染化脓的葡萄球菌。弗莱明试验了各种药剂，力图找到一种能杀它的理想药品，但是一直没有成功。

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  弗莱明来到架子前，逐个检查着培养皿中细菌的变化。当他拿起靠近窗户的一只培养皿的时候，他皱起了眉头，自言自语道：“唉，怎么搞的，竟然变成了这个样子！”。原来，这只贴有葡萄球菌标签的培养皿里的培养基发了霉，长出一团青色的霉斑。

  他的助手赶紧过来说：“这是被杂菌污染了，别再用它了，让我倒掉它吧。”弗莱明没有马上把这培养皿交给助手，而是仔细观察了一会儿。他惊奇发现，在青色霉菌斑的周围，有一小圈空白的区域，原来生长的葡萄球菌消失了。难道是这种青霉菌的分泌物把葡萄球菌杀灭了吗？想到这里，弗莱明兴奋地把它放到了显微镜下进行观察。结果发现，青霉菌附近的葡萄球菌已经全部死去，只留下一点痕迹。他立即决定，把青霉菌进行培养。几天后，青霉菌明显繁殖起来。于是，弗莱明用一根湿线蘸上葡萄球菌，放到青霉菌的培养皿中，几小时后，葡萄球菌全部死亡。接着，他分别把带有白喉菌、肺炎菌、链球菌、炭疽菌的线放进去，这些细菌也很快死亡。但是放入带有伤寒菌和大肠杆菌的线时，这两种细菌照样繁殖。
  为了试验青霉菌对葡萄球菌的杀灭能力有多大，弗莱明把青霉菌培养液加水稀释，先是一倍、两倍……最后以八百倍水稀释，结果它对葡萄球菌和肺炎菌的杀灭能力仍然存在。这是当时人类发现的最强有力的一种杀菌物质了。
  可是，这种青霉菌液对动物是否有害呢？弗莱明小心地把它注射进了兔子的血管，然后紧张地观察他们的反应，结果发现兔子安然无恙，没有任何异常反应。这证明这种青霉菌液体没有毒性。
  通常，在培养微生物时发生这种情况并不奇怪，这叫污染了杂菌。因为在我们周围的空气中漂浮着各种各样的微生物，如细菌、真菌、酵母，甚至于病毒等，即使经过过滤、消毒、灭菌，仍然不会全部去除，有时在接种时还会有的落在培养基上，培养后长成菌落。按照常规做法，如果不影响实验结果，可以忽略；如果有影响，要重新进行实验。
  弗来明没有按常规进行处理，他仔细观察、验证，才有了青霉素的发现。弗莱明发现青霉素虽然代有偶然性，但如果不具备严禁的科学态度和追求探索精神也不会有发现，同样前人的经验、知识的积累也给他以莫大的启示。因此任何重大发现都是必然的偶然，这种偶然只留给那些有心人。
  1929年６月，弗莱明把他的发现写成论文发表。他把这种青霉菌分泌的杀菌物质称为青霉素。