但是埃利希高兴得太早了，锥虫红只对少数几种锥虫有效，并不能杀死其他种类的锥虫。而且，锥虫红用于治疗人的锥虫性疾病时，必须用很大的剂量，常导致病人双目失明甚至死亡，因此魔弹的设想还是没有实现。
埃利希发表他的锥虫红实验结果后，引起了拜耳公司研究所也在研究染料杀菌作用的人们的注意。他们也试验了一些带有磺酸基团的染料，杀锥虫的效果都不强，而且这些染料不是红色就是蓝色，用这种染料在小鼠身上做试验，小鼠的皮肤会变为红色或蓝色，他们想这种染料若用于人，让人的皮肤也染上颜色，病人是绝对不会接受的。他们希望能有一些无色的类似染料的化合物供试验。于是拜耳公司的化学家合成了一些尿素类的磺酸萘化合物，而不是偶氮类化合物（偶氮—N=N—是产生颜色的结构部分）。拜耳研究所终于在1917年找到一个代号为“Bayer 205”的化合物，不论对动物还是对人的锥虫都有效。他们以“Germanin”的商品名把这种药投放市场，但没有公布它的化学结构。原因是怕其他国家的药厂发展同类型的化合物。而且拜耳公司只将这种药提供给德国医生使用，绝不让它流落到外国能够测定其化学结构的人手中。法国巴斯德研究所的弗尔纽（Ernest Fourneau）对此非常恼火，决心要搞清楚“Bayer 205”的化学结构。他分析了拜耳公司申请的有关“Bayer 205”的17篇专利，最后把“Bayer 205”可能的化学结构缩小到25个萘磺酸的尿素衍生物之内，认为它必定是这25个化合物中的一个。于是他研究组合成了这些化合物并进行杀锥虫的试验，发现编号为“Fourneau 309”的化合物效果最好，与“Bayer 205”几乎相等。弗尔纽在1924年公布了“Fourneau 309”的化学结构。拜耳公司因为并未发表过有关“Bayer 205”化学结构的文章，所以不能说弗尔纽侵犯了他们的专利，真是有苦难言。直到1928年，拜耳公司不得不承认“Bayer 205”的化学结构与“Fourneau 309”是一样的。吸取了这个教训，以后大家凡申请关于药物的专利时，都要明确提出药物的化学结构，以免吃哑巴亏。
在锥虫红用于治疗人的锥虫病失败以后，埃利希读到一篇发表在英国医学杂志上的文章，文中说“阿托西”在实验动物身上可以杀死锥虫。这引起了埃利希的注意。“阿托西”是1868年由比尚普（Bechamp）合成的有机胂类化合物，这个化合物曾由法国巴斯特研究所送给埃利希做杀锥虫试验，结果无效。埃利希让他的同事重复那篇文章的工作，实验结果和文献报道一致。埃利希突然明白了他以前所做试验无效的原因。因为以前的试验，是在培养液中做的，而不是在动物体内。埃利希认为阿托西在动物体内之所以能够杀死锥虫，或是由于刺激了体内的免疫功能，或是由于在体内被代谢为活性物质。这使他认识到，不能单纯依靠在培养液（或试管）中进行实验。
埃利希的老师科赫教授接受了德国睡病研究委员会指派的一项工作，到东非洲去评价阿托西用于治疗睡病的功效。睡病是一种锥虫所感染的疾病，死亡率相当高。科赫发现，注射500mg的阿托西就可以使血液中的锥虫消失，但要治愈睡病必须坚持用药6个月。但是试验结果表明，有2％的病人因视神经受损伤而失明。这是一个不小的百分比。科赫要求埃利希一起解决这个问题。
埃利希根据他找到锥虫红的经验认为，应该对阿托西的结构进行改变，制作一些它的类似物。不过按照比尚普认定的化学结构，阿托西是不容易发生反应的胂酸苯酰胺，因此埃利希对它进行结构改变的可能性就受到了极大的限制。一次偶然的试验使他发现阿托西与亚硝酸发生反应生成了重氮盐，这使他相信它是4-氨基苯的胂酸，比尚普认定的结构是不正确的。这样他就可以制作一些阿托西的衍生物了。
埃利希认为，一个化合物若能杀死原虫，它必须是与原虫有很高的亲和力。他把这种化合物称为亲寄生物性的。按照同样的想法，他把对宿主产生毒性的化合物称为亲组织性的。由此，他提出了一个新的概念，就是“治疗指数”，也就是亲寄生物性与亲组织性的比例。当一个化合物的亲寄生物性高，亲组织性低时，它的治疗指数就高。人们希望用于治疗疾病的药物，应该具有尽可能高的治疗指数。这个概念至今仍在使用。埃利希坚信，改变一个化合物的化学结构可以改变它的治疗指数。
按照这种想法，埃利希请他领导的化学家合成阿托西的多种衍生物。1908年，他发现乙酰阿托西（阿萨西汀）的毒性比阿托西要弱许多，但杀锥虫的作用也降低了，且用量要比阿托西大才能杀死锥虫。这个化合物常使小鼠不停地转动。他认为是它损伤了小鼠的神经，让小鼠失去了平衡。如果真如此，那它也会导致病人的失明。埃利希认为，对神经的损害是长期大量使用砷类化合物的积蓄结果。因此改变阿托西的结构，提高它的杀锥虫作用，就可以降低化合物的使用剂量，达到提高治疗指数的目的。他们在苯环上带入氯（—Cl）、羟基（—OH）、氰基（—CN）、磺酸基（—SO3H）和氨基（—NH2），但是这些化合物中没有一个比阿托西的杀锥虫作用更强，仍具有不同程度的神经毒性。
在这段时间内，埃利希发现，苯胂酸在试管里杀死锥虫所需要的浓度，要比在小鼠体内治疗锥虫病需要的浓度低。联想阿托西在培养液中没有杀锥虫作用的事实，埃利希认为，胂酸类化合物在动物体内是经过代谢活化的。而在苯胂酸中砷已经是＋5价最高价了，不可能再氧化，只能进行还原反应了。这可以说是在化学知识指导下的思考。这种思考最终导致寻找魔弹的突破。他根据这个想法，请化学家合成胂酸的还原物。他们合成了两个系列的胂化物，一类是偶胂氧化物，另一类是偶胂苯类化合物（偶胂的结构为—As=As—）。偶胂氧化物的毒性比较大，而偶胂苯类的作用不强，但比苯胂酸要强，可是对宿主的毒性低。埃利希抓住这个特点，把研究范围限制在偶胂苯类化合物。这也间接证明了他设想的＋5价砷在体内被还原而活化是正确的。1908年，他们合成的化合物418号被证实是有效而安全的化合物。418曾用于锥虫病的治疗，后来发现少数病人对这个化合物可产生致死性的过敏，而被迫停止使用。
此时的埃利希已经积累了丰富的经验，在418的基础上他们又制作了一些新的化合物，终于在1909年发现代号为606的化合物杀锥虫的作用很强，仅需注射1针就可把患锥虫病小鼠体内的锥虫消灭，而且不损伤神经（小鼠不会不停地旋转），是安全有效的化疗药物。
胂凡纳明（606）
梅毒是由梅毒螺旋体引起的一种极不光彩的性传染病，当时在欧洲流行甚广，但没有有效的药物治疗。埃利希的专门研究梅毒螺旋体的朋友告诉他，梅毒螺旋体与锥虫虽然形态不一样，但很多方面是相似的。埃利希在日本学者秦佐八郎的参与下，用感染了梅毒螺旋体的兔子（梅毒螺旋体在培养基中不能生长，只能在动物体内生长），来试验他们合成的所有砷化合物，当然也试验了606。结果发现，606在兔子身上治疗梅毒的作用非常突出。于是他们在病人身上做实验，证明606是很有效的药物。埃利希非常兴奋，他设想的魔弹终于找到了。
1910年4月19日，埃利希在内科学会上报告了在他领导下进行的工作，引起了轰动效应。很多地方的医生和病人都来索取606，以后606就以“胂凡纳明”的正式名称在市场上出售。
胂凡纳明不溶于水，可溶于稀碱水溶液中，但在溶液中又不稳定，必须在使用前配制溶液并立即注射，使用起来很不方便。于是有人在胂凡纳明的结构基础上制成可溶于水，比胂凡纳明稳定的化合物，命名为新胂凡纳明。在青霉素发现以后，青霉素对梅毒的疗效比胂化合物好，且很安全，因此，胂制剂已不再使用。这是后话。
尽管如此，埃利希的功绩是不可磨灭的，他提出了药物作用的受体学说开创了化学治疗的时代，提出了评价化学治疗剂的标准：化疗指数，被后人称为“化学治疗之父”。埃利希的成功给我们以启示：科学事业的成功必须依靠勤奋的工作和不屈不挠的精神。当然，对埃利希来说，他的天赋是一个成功的条件，但不屈不挠的勤奋工作是更重要的因素。606的成功是有605个化合物作为基础的。606这个数字就足以说明成功来之不易。