Sotto la guida del professor Waldeyer, Ehrlich iniziò a fare esperimenti in laboratorio utilizzando sostanze coloranti e acquisendo utili conoscenze sul processo di colorazione. Nel corso delle sue esperienze pratiche scoprì una nuova varietà di cellula, a cui conferì il nome di "mastocita", che in seguito si scoprirà implicata nell'azione immunitaria durante la risposta allergica. Egli mostrò come i numerosi granuli presenti nel citoplasma della cellula si rendano visibili in seguito alla reazione con alcuni coloranti. Durante il periodo in cui avvenne la laurea, si svilupparono le prime riflessioni intorno all'idea della "presenza di sostanze eterogenee fissate chimicamente al citoplasma" (integrata nella sua futura teoria della "catena laterale").