可是，科赫失望了。细菌没有像他所希望的那样，能迅速地繁殖起来。
这是为什么呢？
科赫的想法基本上是正确的。土豆是一种固体，如果细菌在土豆切面上繁殖，由于它们并不长脚，也没有翅膀，只能在原地上繁殖，不会像在肉汤中那样，互相混淆在一起。
可是，土豆的营养比起肉汤来，相差太远了，所以它长得很慢、很慢，甚至生长的时间不长。
“怎样才能做出一种营养既丰富，又能取得单纯品种的细菌呢？”科赫再一次沉思着。
这一次，还是妻子无意中帮了他的忙。这一天，妻子做了一顿比较丰富的午餐，其中有一盘洋菜胶做成的菜，看上去又好看，吃起来味道真好。
吃着，吃着，科赫停了下来。蓦地他用右手往桌子上一拍，然后抓住妻子的手深情地说：
“亲爱的，谢谢您，谢谢您。这次您又帮了我的大忙了。”
妻子莫明其妙地瞪大眼睛，呆呆地望着科赫。
“怎么？您还不明白吗？这盘洋菜胶，就是这盘洋菜胶给我很好的启示呀！快，请您再给我做一盘洋菜胶，要加肉汤的……”科赫兴奋地说，有点迫不及待了。
“还要肉汤？您还吃肉汤……？”
“不，不是我吃。您忘了，我是喂给细菌吃的，不是我自己吃的……”
“噢，我忘了。我这就给您做去。”妻子对丈夫的事业，一向是无条件支持的。
原来，面对桌子上摆着的洋菜胶，科赫忽然想起可以用它来培养细菌。因为洋菜胶一碰到热就溶化了，而当一冷下来，就凝固成胶冻，是一种固体。他想，如果把肉汤加到洋菜胶里，这样做出来的肉汤样菜胶，既有肉汁的高营养料，又是一种固态的洋菜胶，这岂不是兼有二者的优点吗。
当天，他们就把含肉汁的洋菜胶做出来了。科赫把它倒入一种圆形的玻璃皿里，等到冷了以后，玻璃皿里就凝出一片平滑的洋菜胶。
科赫用自己设计的一种接种的器具，从肉汤中取出一点细菌，轻轻地把它划在洋菜胶平面上，并盖上玻璃盖。
过不几天，洋菜胶的表面产生一些小的点子，这每一个小点，就是一群细菌。由于洋菜胶是固体，细菌没法乱跑，繁殖起来都积集在一堆，成为一个细菌的菌落。
科赫从一个菌落取出一点东西，放在显微镜下面看看，是纯净的一个品种的细菌！
成功了。科赫的这种培养细菌的方法，获得纯净品种的细菌，这种方法，后来不仅成为研究细菌的重要方法之一，而且还一直沿用到今，人们把它叫“固体培养基”。
给细菌穿上衣服
科赫的下一个目标，是想办法在显微镜下面观察细菌。
经过显微镜放大，细菌是现了原形了。但是，细菌既很小，又是透明的，在显微镜下面观察，很是吃力。上次让妻子看细菌，她就找了很久才能勉强看清。
他必须想法儿解决这个问题。科赫想到，人要是穿了颜色鲜艳的衣服，就能老远被人看见，而且很醒目。那么细菌是不是也能穿上衣服呢？可是细菌那么小，怎样让它穿上衣服呢？
科赫把各种带颜色的染料都拿来了，他一样样给细菌试验，可是细菌一点也没染上颜色，在显微镜下面照样是透明没有颜色。
科赫具有敏锐的眼光，极善于思考问题，并从中得到启迪。有一次，他在一位朋友家中做客，这位朋友是位化学家。他看到这位朋友正在摆弄一种叫苯胺的东西，颜色比较鲜艳，这也是一种染料。这种染料科赫还没有用过。科赫决心再试一试这种染料。
这一次果然成功了。细菌被苯胺染成鲜艳的颜色，在显微镜下面，染上颜色的细菌一个个现出原形，还与其余不被染色的细菌形成鲜明的对比。
这样，要检查和观察细菌，就容易得多了。不但如此，科赫还设计了在显微镜下照相的方法，他把细菌的原形一个个给留了影子。
就这样，细菌在科赫的手下，变得服服帖帖。科赫从培养细菌入手，设计了培养基，处理细菌的各种器具、细菌染色法、细菌摄影法。这一整套研究细菌的方法，为后代研究细菌，提供了十分方便的条件。
缉拿元凶
科赫在当时成为最著名的细菌征服者，他发现了细菌王国里许许多多的秘密。
33岁这一年，他开始研究一种叫炭疽病的病原菌，即炭疽杆菌。他发现，当外界环境不利时，炭疽杆菌会变成一种孢子，即在细菌体的外表形成一层壳。孢子能抵抗恶劣的环境，诸如严寒、酷热、干燥等等，它都不怕。这样不吃不喝，能活上几年，甚至还能抵御煮沸的温度。到了环境适宜时，它就从孢子上长出新的杆菌来，并能继续兴风作浪。
科赫指出，炭疽杆菌就是使人和家畜患炭疽病的元凶。
这是人类第一次证明一种病菌引起人体疾病，明确疾病与细菌之间的因果关系。
从这一年开始，科赫与他的同事们不停地向细菌王国探索，找到了许多秘密：
1880年，他们找到了引起人体患伤寒病的病原菌——伤寒杆菌；1881年，他们发明了利用蒸汽的方法，杀灭病菌，达到消毒的目的；1882年3月24日，科赫在柏林生理学会上宣布，他已经发现引起人体患结核病的结核杆菌。
这期间，德国政府把他吸收到帝国卫生局工作。这样，他就有条件放弃他为人看病以谋生的业务，可以专心一意地从事他研究细菌的工作了。
1883年，东方有许多国家流行霍乱病，其中，埃及、印度为最厉害。人们求援于科赫，希望他能研究出一种对副霍乱的办法，因为这种病的确太凶猛了，死伤的人无法计数。
德国组织了一个“德国霍乱研究委员会”，由科赫率领，奔赴霍乱现场。没有无畏的精神，人们是不敢冒这种风险的。科赫的同事、法国人杜列奥正是在这一次远征中，染上了霍乱，献出了宝贵的生命。
科赫深受这位同事言行的感染，他决心深入研究，早日缉拿霍乱的元凶。
不久，他成功了。他从霍乱病人肠道内排出的白色液体中，成功地培养出霍乱病菌。经过他辛勤的努力，最终使霍乱病菌现出了原形。这种病菌在显微镜下呈略微变曲的形状，浑身还长满了细长的纤毛。人们给它起了霍乱弧菌的名字。
科赫还进一步提出如何预防霍乱等措施。为此，德国政府特为他颁发了高达10万马克的奖金。
此后，科赫还接连不断地研究各种病菌所致的传染病，其中有疟疾、睡眠病，还有鼠疫。他奔忙于埃及、印度、爪哇、意大利、非洲这些地方。他带领了一支突击队，哪里传染病的情况紧急，他们就在那里出现。
人们称它为“瘟疫消防队”。
他在鼠疫研究方面的贡献很大。当时，鼠疫在欧洲极度猖獗，有时使整个城市覆没，死伤者无法统计。科赫冒着极大的危险，告别亲爱的家人，向流行疫区进军。
“不入虎穴，焉得虎子”。科赫在疫区做了深入的研究，他发现人体所患的腺鼠疫是由鼠蚤的叮咬引起的。
后来，他又深入到非洲的丛林地区，在那里，他研究了回归热，发现回归热是由壁虱传播的。
对非洲流行的奇怪的睡眠病，他也做了深入的观察，提出它是由一种特殊的昆虫叫采采蝇的螫咬引起的疾病。
科赫勇敢地向传染病进军，向细菌王国进军，不断地发现传染病的元凶，不断地揭露细菌王国的秘密。
最高奖赏
在科赫与细菌打交道的生涯中，最为精彩的一幕要算是他与结核菌的战斗了。
结核病是一个历史相当悠久的疾病。
在当时把许多疾病与细菌挂钩的日子里，人们自然地认为结核病的元凶也是细菌。
科赫按照平时研究细菌的方法，也就是使用培养、染色、照相等等方法，都没有取得成功。
种种迹象使科赫相信，结核病的元凶必然还有其他细菌，只不过这种细菌比一般的细菌来得特殊，需要加以特殊处理罢了。
科赫经过无数次的试验，最终找到了给结核病菌“穿衣服”的办法。
原来，一般普通细菌只要用苯胺一类染料，就能现出其原形了。可是结核病菌却不吃这一套，普通苯胺不能染色。科赫终于摸索出一套新的办法，就是用美蓝这种染料加上乙醇酒精的溶液来染色，还需经过整整一天一夜，然后加热到40°C，放1小时左右，再用别的化学药品（如卡波品红）去褪色。在一般情况下，普通细菌及组织染上的颜色都会褪去，变成棕黄色，而结核菌具有抗酸的能力，它不褪色。这样一来，只有它才能染成蓝色，一眼就能看得出来，它是一种长条形的杆菌——结核杆菌。因为它有抗酸的能力，所以又叫抗酸杆菌。
科赫就是在这样艰苦复杂的工作条件下，在1882年宣布他发现了结核杆菌的。
为了证实人体与动物的结核病都是受结核杆菌侵袭的结果，科赫设计了一套极为严密的论证方法。
他发现，有一些动物很容易受到结核杆菌的侵害，其中主要是豚鼠。
他首先从患结核病的组织中，取出一些组织，放在实验室里培养。经过精心培养后，从培养物中，科赫用染色的方法证明它们是结核杆菌。
然后，他把这些培养物提取出来，注射到健康动物体内。受注射的豚鼠过不多久就得病了。
它们的病状与患结核病的病状一模一样。
接着，科赫把患病的豚鼠杀死，把有病的组织拿去培养，然后从培养出来的组织提出物中，用染色法检查，直到找到与原先患病动物组织中找到的细菌相同的病菌为止。
这个全过程，叫做科赫氏假设，它包括：
患病动物组织培养证实致病微生物注射到健康动物体内引起同样病症取出被接种的患病动物组织组织培养发现与原先发现的同样细菌。
这个假设，后来成为细菌学中不可缺少的一个公式，可以用它证明某一种疾病是由于某一种病菌引起的。
在科赫以前，人们对痨病，也即结核病没有统一的认识，对最常见的结核病，即肺结核，给它起了种种病名，有“慢性肺炎”、“肺尖卡塔尔”、“肺尖肺炎”等等。
经过科赫的研究，这些都是肺结核，是结核杆菌引起的。从那以后，这些杂乱的病名就不再用了。
科赫还正确地指出，结核菌不仅能侵犯肺脏，还能侵袭其他各种人体组织，这些组织包括肠子、骨骼关节、肾脏、皮肤、淋巴腺，从而导致肠结核、骨结核、关节结核、肾结核、皮肤结核和淋巴结核。
不仅如此，科赫还致力于研究治疗结核病的方法。他设法从结核杆菌中提取出一种结核菌素，他先把这种结核菌素在试管里试验，又在实验动物上试验，看它是否能治疗结核病。
可惜的是，经过一再验证，结核菌素并不能治疗结核病，但人们从科赫这个研究中得到了两个启示：一个是对任何传染病的治疗，必需先在试管里试验，然后再在患同样疾病的动物内试验，在取得肯定的结果后，才能过渡到人体治疗。另一个是人们以同样的原理，提取了抗白喉菌的血清，对于治疗白喉病十分有效。
科赫在结核病方面的研究，大大超过他在其他传染病方面的成就。
为此，瑞典的卡罗琳医学院以1905年的生理学和医学的诺贝尔奖授予给科赫。这是世界上在自然科学方面的最高荣誉。
科赫成为现代的细菌学之父，他为现代细菌学制定了一整套的规范。这套规范一直到现在仍然为细菌学，特别是实验室里的细菌学所遵循着。其中包括细菌固体培养基、蒸汽消毒法、染色法、照相法以及涂取细菌培养液、玻片染色法等等，这些都是科赫当年所制定的规范。
科赫在1910年5月27日去世，享年67岁。他的骨灰安放在柏林传染病研究所，而他用过的那台显微镜，仍然作为珍贵的文物珍藏在柏林大学。