Fiziológiai vagy orvosi Nobel-díj 1945 a penicillin felfedezéséért és a különböző fertőző betegségekben kifejtett gyógyító hatásáért, megosztva Sir Alexander Fleminggel és Sir Howard Walter Florey-vel.
Ernst Chain 1906-ban született Berlinben, ahol apja egy vegyipari gyárat alapított. Ilyen háttérrel nem meglepő, hogy kémiát és fiziológiát tanult a Friedrich-Wilhelm Egyetemen, és doktori fokozatot szerzett. (az észterázok optikai specificitásáról) a Charité Kórház Patológiai Intézetében. Ez a korai karrier olyan nagyságokkal hozta kapcsolatba, mint Walther Nernst, Max Planck, Otto Hahn és Otto Warburg, egy olyan panteon, amely az 1920-as és 30-as évek elképesztő német tudományos tehetségéről tanúskodik.
Ezzel egy időben Chain elég jó zongorista lett ahhoz, hogy nyilvános koncerteket adjon. Egy ideig a Welt am Abend című berlini esti lap zenekritikusa volt, és komolyan fontolgatta a zenei karriert.
Chain családja zsidó volt, és Hitler hatalomra kerülése után nem vesztegette az időt, és Angliában keresett menedéket. Apja tizenhárom éves korában meghalt. Édesanyja és nővére Berlinben maradtak, hogy aztán egy koncentrációs táborban pusztuljanak el.
Chain első angliai állása a University College Hospitalban volt, de mivel az ottani lehetőségek nem nyűgözték le, gyorsan átment a cambridge-i biokémiai tanszékre, annak ellenére, hogy Norman Pirie figyelmeztette, hogy ott még rosszabbak a dolgok! Ennek ellenére a foszfolipidek, a lecitin és a cephalin sav-bázis tulajdonságairól doktorált Frederick Gowland Hopkins felügyelete alatt, akit nagyon csodált.
1935-ben Howard Florey lett a patológia professzora Oxfordban, és 1935 szeptemberében Chain csatlakozott hozzá az új Sir William Dunn Schoolban. Chain általános kutatási területe mindig is az enzimológia volt, és Florey javasolta, hogy vizsgálja meg a lizozim, az Alexander Fleming által 1920-ban azonosított bakteriolitikus enzim hatását. Miközben ezzel az enzimmel foglalkozott, Chain rábukkant Flemingnek a Penicillium notatum gombából származó penicillinről szóló tanulmányára. A penicillin tisztítására tett korábbi kísérletek 1932-ben kudarcot vallottak, de Florey és Chain egyetértettek abban, hogy most érett meg az idő az antimikrobiális anyagok alapos vizsgálatára, így Chain 1938-1939 telén kísérleteket kezdett a Penicilliummal.
A két férfi közötti kapcsolat köztudottan nem volt súrlódásmentes, de mindketten egyetértettek abban, hogy a penicillinnel való foglalkozást a biokémiai kíváncsiság vezérelte, és egyáltalán nem a klinikai haszon lehetősége. Florey megjegyezte: “Az emberek néha azt gondolják, hogy én és a többiek azért dolgoztunk a penicillinen, mert érdekelt bennünket a szenvedő emberiség. Nem hiszem, hogy valaha is megfordult a fejünkben a szenvedő emberiség. Ez egy érdekes tudományos feladat volt, és mert valamilyen haszna volt az orvostudományban, az nagyon örömteli, de nem ez volt az oka annak, hogy elkezdtünk rajta dolgozni.”
Ebben az időben Florey csoportja megerősödött a szintén Cambridge-ből érkező, zseniális Norman Heatley-vel. Heatley volt az, aki kitalálta a penicillin hatékony ömlesztett tisztítására szolgáló visszahúzásos technikát, amelynek során a penicillin hatóanyagát savasságának megváltoztatásával visszavitték a vízbe.
A kritikus kísérletre 1940 májusában került sor (Heatley naplójában 1940. május 25-én, szombaton 11 órakor jegyezte fel), amikor nyolc egeret szisztémásan megfertőztek a Streptococcus pyogenes halálos dózisának peritoneális injekciójával. Egy órával később az egerek közül négynek bőr alatti penicillininjekciót adtak. Reggelre a kezeletlen egerek elpusztultak. A penicillinnel kezeltek jól voltak, és napokig vagy hetekig életben maradtak. Az anekdota szerint Chain, amikor megérkezett és meglátta az élő egereket, izgatottan táncolt.
Ez vezetett a tiszta penicillin nagyüzemi előállításához és kémiai felbontásához. Ez a munka olyan nagy jelentőségű volt, hogy ma már szinte jelentéktelen lábjegyzetnek számít, hogy a penicillin hatásmechanizmusának feloldásáért Ernst Chain és Howard Florey osztozott Alexander Fleminggel az 1945-ös élettani vagy orvosi Nobel-díjon.