Qui Ehlrich poté dedicarsi alla sua teoria, che richiedeva un enorme numero di verifiche sperimentali. Si convinse che quando la ‘catena laterale’ di una cellula veniva occupata da una sostanza estranea non è più in grado di svolgere la propria funzione fisiologica, da qui spesso si avvia un processo patologico. Tuttavia alcune cellule del sangue sono in grado di sviluppare altre ‘catene laterali’ e inglobare altre sostanze estranee fungendo da anti-tossine e anticorpi. Questa teoria (in seguito parzialmente confutata) aprì le porte alla moderna immunologia e farmacologia e valse a Ehlrich, nel 1908, il premio Nobel.