Основними продуцентами антибіотиків є актиноміцети, цвілеві гриби, бактерії. Головним місцем їх проживання є грунт. Для виділення мікроорганізмів, що утворюють антибіотики, беруть проби ґрунту, висушують її до повітряно-сухого стану і роблять висіву на спеціальні живильні середовища.
Для виділення актиноміцетів, які є основними продуцентами антибіотиків, використовують синтетичні живильні середовища, в які в якості джерела вуглецю додають крохмаль або гліцерин. Як джерело азоту в середовища додають нітратні солі. На цих середовищах ріст бактерій пригнічується, а гриби розвиваються в малій кількості. Щоб вони росли краще, потрібно підкислити середу до рН = 4 - 4,5. Можна також використовувати середу Чапека, агарізірованную грунтову витяжку.
Виділені культури мікроорганізмів-антагоністів вивчають за змістом в них антибіотичних речовин, необхідних для практичних цілей. При цьому методом хромотографии визначають наявність відомих антибіотиків. Якщо виявляють новий антибіотик, то спочатку здійснюють первинне виділення і хімічне очищення антибіотика, визначають його токсичність і хіміко-терапевтичні властивості на тварин, заражених збудниками різних захворювань.
Виділені штами-продуценти антибіотиків часто варіабельні і нестабільні. Тому методом селекції відбирають найбільш перспективні штами, а потім проводять відбір індукованих мутантів. Мутантних дію на мікроорганізми досягається застосуванням різних джерел променевої енергії (УФ-промені, рентгенівські промені, нейтрони і ін.).
Культивують мутантні штами на багатій живильному середовищі. Процес контролюють або за концентрацією біомаси, або концентрації поживних речовин в середовищі.
Біосинтез молекули будь-якого антибіотика відбувається за участю ряду ферментів - від декількох одиниць до декількох десятків. Координація дії ферментів, тобто забезпечення правильної послідовності ферментативних реакцій, забезпечується різними, не завжди ще ясними шляхами.
Процес розвитку мікроорганізмів (продуцентів антибіотиків) має, як правило, двофазний характер.
Перша фаза розвитку (трофофаза, або фаза збалансованого зростання) характеризується тим, що в культурі продуцента антибіотика відбувається швидке накопичення біомаси, супроводжуване інтенсивним споживанням основних компонентів субстрату (джерел вуглецю, азоту, фосфору та ін.), Деяким зниженням значення рН середовища в результаті освіти продуктів. Біосинтез антибіотика в цей період не відбувається або здійснюється в незначній кількості.
Друга фаза (ідіофаза - фаза незбалансованого зростання) характеризується зниженням загальної кількості біомаси. У період другої фази відбувається розвиток мікроорганізму і утворення нових клітин, але в культурі починають переважати автолітичні процеси, що призводить до зниження загального числа біомаси. Середа збагачується продуктами обміну і продуктами автолізу клітин, зростає значення рН, відбувається бурхливий процес біосинтезу антибіотика.
Після закінчення приготування антибіотиків їх перевіряють на активність по відношенню до тест-штамів.
Методів визначення активності антибіотиків багато. Але головними з них є мікробіологічні.
Здатність вбивати або гальмувати ріст і розвиток мікроорганізмів називають біологічною активністю препарату. У зв'язку з цим розрізняють ЦІДН і статичну дію речовин. Наприклад, антибіотики мають фунгіцидну, бактерицидну дію або фунгістатичною і бактеріостатичну дію.
Для кількісного визначення активності антибіотика введено поняття одиниці дії (ОД). При визначенні активності виділеного антибіотика зазвичай як еталон використовують хімічно чистий препарат із заздалегідь відомою величиною активності.
ОД - це активність певного вагового кількості антибіотика, прийнятого за еталон.
Так, ОД пеніциліну - це мінімальна доза, переважна зростання тест-штаму золотистого стафілокока в 50 мл живильного бульйону. Якщо чистий кристалічний пеніцилін затримує ріст золотистого стафілокока в розведенні
1. 83000000, то в 1 г антибіотика міститься 1666000 ОД (83000000. 50 = 1666000) або 1666 ОД в 1 мг.
Визначення активності антибіотика проводять методом його серійних розведень в рідких або щільних поживних середовищах, а також методом дифузії антибіотика в агарі.
Крім мікробіологічного методу контролю застосовують хімічні і фізико-хімічні методи: колориметричний, хроматографический, спектрофотометрический.