第一个环节，菌种培育。这是青霉素生产的根基，也是最核心的第一步，没有高产、有效的青霉菌种，一切都是空谈。徐坚结合自己的专业知识与晚清的实际条件，反复推演筛选菌种的可行性。1895年的紫禁城，没有无菌实验室，没有恒温培养箱，没有培养基配方，更没有高通量筛选设备，想要筛选出高产的青霉菌种，只能依靠自然界的天然来源，依靠他作为穿越者的“隐性知识”，精准定位，手动筛选。
他首先想到的，是宫中最易获取的发霉食材与器物。紫禁城的御膳房每日都会产生大量的粮食、水果、蔬菜，冬日里储存不当，极易发霉；御花园的水果，如哈密瓜、柑橘、梨，存放时间稍长，表皮便会生出青绿色的霉斑；甚至宫墙角落、闲置偏殿的潮湿墙壁上，也会滋生各类霉菌。这些，都是他筛选菌种的天然来源。
但并非所有青霉菌都能产青霉素，更不是所有产青霉素的菌株都能达到实用产量。自然界中的青霉菌种类繁杂，绝大多数只能产生微量青霉素，甚至不产青霉素，只有少数菌株，如产黄青霉菌、特异青霉菌，才能产生一定量的青霉素，具备药用价值。徐坚的优势的在于，他能凭借现代生物知识，精准判断出哪些霉斑是符合要求的青霉菌——青绿色、绒毛状、质地疏松、无恶臭、不结块，这种霉斑多生长在含糖量较高的水果表皮或粮食表面，正是他需要的高产菌株的雏形。
他进一步推演筛选的细节：筛选必须在隐秘的环境中进行，避开所有眼线，因此后罩房最西侧的闲置耳房，成为最佳选择——那里常年闲置，布满灰尘，很少有人前往，且位置偏僻，便于隐蔽操作。筛选时，无需精密仪器，只需用干净的竹片，轻轻刮取符合要求的霉斑，放入干净的粗瓷碗中，用无菌的纱布轻轻包裹，避免杂菌污染。这里的“无菌”，无法达到现代实验室的标准，只能用煮沸的开水，将竹片、粗瓷碗、纱布彻底烫洗，利用高温杀灭表面的杂菌，这是1895年最可行的无菌处理方法。
筛选之后，便是菌种的活化与扩大培养。这一步，同样要贴合晚清条件，没有恒温培养箱，便要利用紫禁城的地下供暖系统——明清小冰期的