发明成就
两项发现
1921年，患重感冒的弗莱明坚持工作，在一培养基中发现溶菌现象，细究之下原来是鼻涕所致，由此发现了溶菌酶。
1928年7月下旬，弗莱明将众多培养基未经清洗就摞在一起，放在试验台阳光照不到的位置，就去休假了。9月1号，在工作22年后，他因溶菌酶的发现等多项成就，获得教授职位。9月3号，度假归来的弗莱明，刚进实验室，其前任助手普利斯来串门，寒暄中问弗莱明这段时间在做什么，于是弗莱明顺手拿起顶层第一个培养基，准备给他解释时，发现培养基边缘有一块因溶菌而显示的惨白色，因此发现青霉素，并于次年6月发表，最终使其获诺贝尔奖的论文。
成就背景
弗莱明要遇到青霉菌所致的溶菌现象，究竟需要多少偶然因素之间的相互配合才能出现。有人曾为此专门著文阐述。首先，青霉菌适合在较低温度下生长，葡萄球菌则在37度下生长最好。其次，在长满了细菌的培养基上，青霉菌无法生长。最后，青霉菌大约在5天后成熟并产生孢子，这时青霉素才会出现，而青霉素也只对快速生长中的葡萄球菌有溶菌作用。
成就保障
因此，弗莱明的发现，至少需有下述四方面的条件作保障。
1、来源不明的青霉菌孢子落入葡萄球菌培养基中。
2、弗莱明未将培养基放在37摄氏度的温箱中，也未清洗，而是放置在室温下。
3、天气的配合。当年的气温记录显示，恰好在7月28至8月10，伦敦有一段十分难得的凉爽天气，极其适合青霉菌先行生长成熟，并产生了青霉素。而8月10号以后，气温则明显升高有利于葡萄球菌快速生长，以至于发生了溶菌现象。
4、或许还要加上，在弗莱明刚进实验室，尚未着手清洗培养皿时，其前任助手恰好到来叙旧。
性格
弗莱明是一个脚踏实地的人。他不尚空谈，只知默默无言地工作。起初人们并不重视他。他在伦敦圣玛丽医院实验室工作时，那里许多人当面叫他小弗莱，背后则嘲笑他，给他起了一个外号叫“苏格兰老古董”。有一天，实验室主任赖特爵士主持例行的业务讨论会。一些实验工作人员口若悬河，哗众取宠，惟独小弗莱一直沉默不语。赖特爵士转过头来问道：“小弗莱，你有甚么看法?”“做。”小弗莱只说了一个字。他的意思是说，与其这样不着边际地夸夸其谈，不如立即恢复实验。到了下午五点钟，赖特爵士又问他：“小弗莱，你现在有甚么意见要发表吗?”“茶。”原来，喝茶的时间到了。这一天，小弗莱在实验室里就只说了这两个字。
争议
有人指出，弗莱明虽然发现了青霉素，却只发表了两篇论文，而有关青霉素在医学上可能存在的价值，只在其第二篇论文中明确提到过一次，“青霉素或者性质与之类似的化学物质有可能用于脓毒性创伤的治疗”，这就是他对青霉素功用所作出的唯一预言。
有人甚至在纪念弗莱明贡献的一次演讲中指出，弗莱明1929年那篇划时代论文中，没有引用，在1928年法国出版，一本专门阐述霉菌和其它细菌，在抑菌观察方面的有关文献的专著，以此说明弗莱明并不真的明白青霉素的价值。而其后，弗莱明即未积极分离纯化青霉素，也未积极推动青霉素的研究，以使它成为一种治疗用的药物(这些事务均是牛津小组——弗洛里和钱恩为主要人员——所作)。甚至没有妥善保存他所发现的青霉菌菌种，而是一位有远见的伦敦卫生和热带医学学院的教授Raistrcik将之保存，后来交给牛津研究小组。
还有人认为，青霉素之所以能迅速在临床大面积推广使用，得益于残酷的二战以及日本偷袭珍珠港，促使美国加入战局，否则钱恩恐怕很难成功游说美国投入到青霉素的研发中。因为，青霉素的分离纯化极其困难，其水溶液极不稳定，很容易分解失效。而且其粗提物口服情况下对天竺鼠的致死性很高，若按现 在的情况看，没有人会认为这个药物值得开发。而弗莱明当初发现的菌株，产量极低。高产量菌株是在美国发现的，而一系列关键性技术和临床研究都是在美国实现的。
也有人指责，初期的媒体宣传，完全是弗莱明的个人舞台。而牛津小组所作的诸多实际而艰辛的工作，要么被忽略要么被一笔带过，总之牛津小组被人遗忘了。而没有牛津小组，就算弗莱明要做，也造不出药物来。对此，1999年的《美国新闻与世界报道》周刊中，对1945年同获诺贝尔奖的三个人配发了耐人寻味的说明文字。弗莱明——他对摄影师来者不拒;弗洛里——对新闻界冷如冰霜;钱恩——年轻的生化学家，分析并提纯了青霉素。
评价
尽管弗莱明曾遭受非议，但毋庸置疑的是，青霉素已挽救了数以百万计人的生命，并且将来肯定还将继续挽救更多的人，这其中大部分荣誉还是应当归功于弗莱明，是他完成了最重要的发现。正如牛津病理学系主任哈里斯所说：“没有弗莱明，不会有钱恩及弗洛里;没有钱恩，不会有弗洛里;没有弗洛里，不会有希特利;没有希特利，则不会有盘尼西林。
轶事
有一个广为流传的故事，说弗莱明的农夫父亲曾救过小时候的丘吉尔，丘吉尔之父出资让弗莱明上学成才，而后丘吉尔本人又在二战中因青霉素而从濒死的疾病中获救。弗莱明给朋友的信中证实，这是误传，而且后来挽救丘吉尔的药物也不是青霉素。
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