生物产生的天然抗菌物质，后来他们重新检视亚历山大·弗莱明的研究，而弗莱明曾在1929年发现青霉素。柴恩与弗洛里后来发现青霉素的医疗用途与化学组成。柴恩也研究出如何分离与浓缩青霉素的方法，他所推论的盘尼西林结构后来由英国化学家多萝西·克劳福特·霍奇金借由X射线所证实。因为盘尼西林的研究，恩斯特·伯利斯·柴恩与亚历山大·弗莱明及霍华德·弗洛里共同获得1945年的诺贝尔生理学或医学奖。在第二次世界大战期间，柴恩得知母亲与姐妹去世的消息。他在第二次世界大战结束后搬到义大利罗马，后来在1964年返回英国，担任伦敦