في عام 1858 ، حصل لوثر على درجة الدكتوراه. في الكيمياء من جامعة بريسلاو مع أطروحة عن تأثيرات أول أكسيد الكربون على الدم. مع هذا الاهتمام في فسيولوجيا التنفس ، أدرك أن الأكسجين يتحد مع الهيموجلوبين في الدم.