Karl lavorò in diversi laboratori famosi in Europa, come quelli di Emil Fischer (Premio Nobel per la chimica nel 1902), di Eugen von Bamberg a Monaco e di Arthur Hantzsch e Roland Scholl a Zurigo. Durante questi anni cominciò a interessarsi all'immunologia pubblicando il suo primo articolo su batteriologia e sierologia, che gli aprì la strada ai successivi studi e scoperte sul sangue.