一些含卤化物如碘、氯、溴及其携带物和释放体是重要的杀菌剂。氟有毒，刺激性和腐蚀性强，可用作消毒剂，但因氟化物毒性较强，对人类等脊椎动物骨骼有不可逆的伤害，故实际上并不常用。常用的卤素及其携带物和释放体。
碘和溴可以迅速渗透微生物的细胞壁
，与细胞质中巯基发生氧化反应，因而破坏蛋白质和核酸的结构及合成从而引起微生物死亡。碘的携带物则扮演了携带和稳定的作用，缓慢释放增加了其杀菌作用的持久性。
氯的杀菌活性机理为氯可以作用于许多目标；例如氧化巯基酶和氨基酸；氯化芳香族氨基酸；通过攻击结构蛋白碳水化合物和脂质从而破坏细胞壁和细胞膜；减少细胞间质；减少营养素及氧的摄取；抑制蛋白质合成破坏氧化磷酸化过程和其他与膜相关的酶的活性；直接降解蛋白质成较小的多肽和沉淀；减少三磷酸腺苷的产生；破碎DNA及抑制DNA合成。有机氯（溴）比无机氯（溴）具有更低的刺激性和腐蚀性，并且具有更高的稳定性，杀菌更持久长效，但相比之下，杀菌效果更慢。
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