十九世紀，白喉在歐洲流行，引起學者開始了一系列的實驗，不僅發現了血清可以抗菌，後續並研發出類毒素疫苗，成功降低了白喉與破傷風的感染率。現在，白喉在許多國家都已經絕跡，眾多孩子能免於這些疾病的威脅，皆歸功於此。
讓人窒息而死的白喉病
白喉到十九世紀才被認定是病菌引起的疾病。罹病的患者喉嚨黏著厚厚皮狀的白膜，把氣管塞住，引發窒息而死亡。白喉最容易感染幼童，因此總讓父母聞之色變。
十九世紀時，白喉在歐洲各地流行，造成社會不安，亟需醫學研究研發出有效的預防及治療方式。就在這很有需求的情況下，在德國大學任教的埃米爾．馮．貝林做了一系列傑出的白喉實驗，終於研發出預防白喉的血清療法，並鋪路讓其他學者研究出抗體在疫苗及免疫上扮演的角色。
研發出白喉血清療法的 埃米爾．馮．貝林
馮．貝林年幼時就希望學醫，因為家裡經濟不好沒辦法讀一般大學，他選擇進入免費的陸軍醫學院。醫學院畢業後，他有義務服兵役，被派去軍醫院當軍醫。在這期間，他開始對感染病產生興趣，就在軍醫院從事相關研究。他首先研究的主題是開發滅菌消毒的化學物，並有了優良成果，受到軍方關注，有意栽培他。
軍方選他去柏林著名的感染病研究所向大師羅伯．柯霍（Robert Koch）學習。柯霍主要是研究微生物，尤其是一些重要的細菌。他在柯霍的實驗室工作了幾年。這期間，幾位優秀年輕學者加入柯霍的實驗室，其中一位是保羅．埃爾利希（Paul Ehrilich）。後來馮．貝林離開柯霍實驗室，被聘為德國馬爾保大學教授。
發現白喉毒素與抗毒素
他建立實驗室後，把研究重點放在白喉上。當時學界對白喉菌引起可怕氣管窒息的原因並不清楚，但法國有個實驗室發表的報告引起馮．貝林的注意。
報告中記述，這些研究者取用白喉菌培養液過濾後的液體來做實驗。他們發現過濾後的液體會引發白喉症狀。他們由此做出一個結論：
白喉菌本身不會致病，致病的是這些病菌釋放出來的物質。這些物質被稱為白喉毒素。
馮．貝林讀了這篇論文後著手研究。那時剛好有一位日本學者到他的實驗室工作，名叫北里柴三郎。北里博士精於化學，對白喉毒素的化學性質已有經驗，他與馮．貝林合作是相輔相成，聯手完成一個具歷史性的實驗。
他們的實驗是先在白喉菌培養液中加了滅菌化學物，把白喉菌殺死，然後將死菌分離取得無菌的培養液。之後將培養液打入動物體內，過了一段時間，由動物體取得血液，再由血液中分離出血清。接著把血清打入另一批動物體內，測試是否可以保護這批動物不感染白喉。
這一系列的研究結果顯示，血清可以讓動物對白喉有抵抗力。他們的結論是血清中含有抗白喉毒素的物質，稱之為「抗毒素」。
這一系列的結果在醫學期刊發表後很受注重。事實上，這的確是醫學上的大突破，就此建立了血清治療的觀念，也為後來發現血清中的抗體鋪了路。
馮．貝林頗具創業精神，到了二十世紀初，他極力想把新發現轉譯為可預防白喉的藥劑。他將白喉毒素及抗毒素混在一起當作抗白喉藥物，使用在多種動物模型上果然有效。他進一步把毒素及抗毒素的份量和比例做更精確的標準化，以便用來做人體試驗。
人體試驗有效後，他開了公司，大量生產抗白喉混合藥。當時美國及歐洲都被白喉大流行鬧得不安寧，馮．貝林的抗白喉混合劑開始大規模使用，終於征服了白喉。現在白喉在許多國家都已經絕跡。馮．貝林不只是血清治療法的創始者，也因此被稱為兒童的救星，同時也是技轉的先驅者。
當諾貝爾生理或醫學獎剛成立時，馮．貝林的抗白喉研究工作被認為是具創新的發現而且有深遠貢獻，因此成為有史以來首位諾貝爾生理醫學獎得主。幾年後，他的老師柯霍也獲得了諾貝爾獎。
在抗白喉藥物研究這期間，破傷風也是種令人懼怕的病。
科學家深入研究後，發現破傷風的致病原因和白喉類似，是由破傷風病菌釋放毒素引起的。馮．貝林的實驗室以類似的研究方式證明抗毒素的存在，並且以毒素加抗毒素混合物做為抗破傷風療法。他的研究同時證明有些細菌並不是由於細菌本身致命，而是因細菌釋放出來的毒素。以毒素為標的，才能發展出有效的疫苗。
「抗毒素」的發現就像是茫茫大海中的燈塔，為免疫學指出了新大陸。而發現新大陸的則是保羅．埃爾利希。埃爾利希與馮．貝林是同輩，而且是同一個時期在柯霍實驗室工作。他們合作研發抗白喉的血清療法。後來因商業利益衝突，埃爾利希和馮．貝林教授分道揚鑣，埃爾利希把研究方向轉向較基礎的問題。
他是史上第一位以抗體來解釋「抗毒素」作用的學者。後來發現病毒的疫苗如牛痘疫苗及狂犬病疫苗之所以有效，也是藉由產生抗體。而且抗體不只是疫苗的武器，更是免疫的原動力。
