此前，细菌培养的最大问题是杂菌的混入。如果在**中进行培养，就很难分辨是否有其他细菌混入，并且很难单独去除杂菌。但在固体培养基上，若有杂菌混入，会形成不同类型的菌落，很容易区分。
装固体培养基的容器由科赫的助手朱利斯·佩特里发明，故培养皿又叫“佩特里皿”。培养皿和固体培养基如今依旧是细菌培养的重要工具。
科赫培养细菌，再用细菌感染动物，发现特定的细菌会引发特定的疾病。就这样，他首次证明了“一种特定的微生物是特定疾病的病原”。
北里柴三郎
19世纪后半叶，科赫接连发现了导致炭疽、结核和霍乱的细菌。另外，科赫的弟子北里柴三郎用同样的手段发现了白喉、破伤风、鼠疫的致病菌。北里后来被称为“日本细菌学之父”，创办了北里研究所，成为庆应义塾大学医学部的首任部长，创建了日本医生会（旧大日本医生会）。现位于北里大学白金校区内的科赫·北里神社，供奉的正是这对细菌学巨擘师徒。
1905年，科赫因其理论贡献获诺贝尔生理学或医学奖。后来，这一理论被称为“科赫法则”，广为流传。
根据科赫法则，要将某种微生物定义为致病源，必须具备以下条件：1。在所有生病的个体中都能发现特定的微生物，而在健康的个体中则无法检出；2。该微生物可以进行纯培养；3。培养出的微生物感染健康的个体，会引起同样的疾病；4。从被感染的个体上再次获得的微生物与原来的微生物相同。
这一法则促成了医学史上的重大变革。尽管科赫证明的是“各种细菌及其引起的疾病的对应关系”，但更重大的意义在于——如果能杀死致病菌，那就可以从根本上治愈由其引起的疾病。
与长期以来的饮食、睡眠、祈祷、药草等疗法不同，现在我们可以从疾病的根源入手对症下药，根治疾病了。
魔法子弹
科赫为了观察细菌，用各种染料对组织进行染色。如果存在只针对特定细菌的染料的话，会更容易确认细菌的存在。在科赫之前，有许多细菌学家就是这么做的，并摸索出了更好的染色方法。
现代临床诊疗传染病时，也会使用色素染色法对细菌加以辨别，这是判断病原体的关键步骤。细菌染色是各医院细菌检查室每天都要进行的重要工作之一。
当然，不光是细菌检查，在用显微镜进行病理诊断时，也要用到各种各样的染料。比如，医生会对切除的癌组织进行染色来确认细胞的变化，对特定物质染色来确定病因等。可以说染色是病理诊断中的基本方法。
19世纪中叶，新型化学染料层出不穷。在此背景下，殖民地的棉花生产带动了西欧各国纺织产业的蓬勃发展。纺织染料的开发如火如荼，包括耐水洗的各式化学染料被不断发明出来。
德国医生保罗·埃尔利希从小就对染料有着浓厚的兴趣。学生时代，他沉迷于病理学实习，给各种组织染色，并放在显微镜下观察，废寝忘食。后来，埃尔利希投入科赫门下，发明了很多能够辨别细菌的染料，极大地推动了细菌学的发展。
而且，埃尔利希还提出了独到的观点——既然可以用化学物质为特定的细菌染色，那么是否存在杀死特定细菌的化学物质呢？
用化学物质治病在当时是一个新概念，埃尔利希将其命名为“化学疗法”[2]。而那种针对特定病原菌的药物被称为“MagicBullet（魔法子弹）”。
埃尔利希
1910年，在对数百种化学物质进行反复实验后，埃尔利希与来德国留学的日本细菌学家秦佐八郎一道发现了“魔法子弹”。它能杀死性病之一——梅毒的病原体。这是两人实验的第606个化合物，编号“六〇六”，商品名为“洒尔佛散（Salvarsan）”，取自“救济（salvation）”一词。洒尔佛散是世界上最早实用化的抗菌药。
在洒尔佛散出现后，人们才有了“根治疾病的药物”这一概念，因此洒尔佛散在医学史上具有里程碑式的意义。此外，埃尔利希还有许多其他的贡献，他于1908年获诺贝尔生理学或医学奖。
然而，传染病的治疗仍是一道难题。开发针对梅毒以外的传染病的药物依然困难重重。
在埃尔利希发明化学疗法的十多年后，真正改变传染病史的“子弹”以意想不到的形式现身了。