1．基质光动力作用首先须有受作用的物质，即基质。可以是正常的或异常的结构中的一些主要生物物质，也可以是细胞代谢产物甚至氧化形成的毒性物质，主要的是蛋白质、酶和核酸等生物大分子及其组成的成分氨基酸及碱基等。对光动力作用敏感的是蛋白质的侧链二硫键，而核酸内则以鸟嘌呤最敏感，氨基酸中则以芳香氨基酸敏感。可是氨基酸内只有色氨酸、酪氨酸、组氨酸、蛋氨酸及半胱氨酸等才是对光动力作用敏感的物质。
2．敏化剂以上基质述及的各种重要生物大分子的光化作用光谱多在紫外线波段，可见光的作用不敏感，可借助于光敏剂，可见光才能启动光动作的作用。要求光敏剂不但其光化作用光谱波长较长，而且能进入细胞与细胞的光敏基质紧密结合。目前国内外用于治疗恶性肿瘤的光敏化剂主要是血卟啉衍生物。
（1）血卟啉衍生物（HPD）的化学物质 血卟啉衍生物主要从血红蛋白中提取，分子量为598.7，分子式为C34H38O6N4，暗红色，呈酸碱两性，不溶于水，易溶于酸性或碱性有机溶剂中，暗处保存，有效期1年。
血卟啉衍生物的物理性质，人血清中的血卟啉衍生物的激发光谱的峰值波长是405nm，发射荧光光谱峰值是630及690nm的波长，630nm的荧光比690nm的荧光强。很明显，405nm的波长为最佳诊断光波，630nm的波长为最佳治疗的光波。
（2）血卟啉衍生物的生物特性用小鼠实验，静脉注射血卟啉衍生物3小时后，同位素标记法测量体内分布，随着时间的推移，不同组织中的含量比率也发生变化。注药后24小时，正常组织的实质细胞内的血卟啉衍生物（HPD）大都已消失，只有网状内皮系统细胞及结缔组织中仍有一部分HPD保留，肾、肝、脾等组织含量24小时内无变化，但肿瘤细胞则将血卟淋衍生物潴留长达7天之久。血卟啉衍生物含量在正常组织及肿瘤组织中潴留时间长短的典型差异，为光动力学治疗恶性肿瘤提供了有利条件。
（3）光源照射用的光源常规的有氩离子激光及大功率He-Ne激光（300～600mW以上）。为了最有效地激活血卟啉衍生物（HPD）及为了达到一定的穿透深度，容易消灭深部的肿瘤组织，以红光（He-Ne）最佳，并可借石英光纤传送，直接穿刺进入深部。
3．光动力作用的治疗机制因特异亲和作用潴留于癌细胞里的HPD，在吸收光能后发生如下的变化过程：HPD吸收光子后被激发到三重态3（HPD），再将能量转移给原来处于三重态基态氧分子3O2，使之激发成活泼的单态氧1O2。这种单态氧是瞬时存在的强氧化剂，它可与其所亲和的癌细胞的基质A结合，使之强烈氧化为AOX，癌细胞因此遭破坏，而达到治疗癌症的目的。光敏反应过程为
HPD＋hv—→3（HPD）
3（HPD）＋3O2—→1O2＋HPD
1O2＋A—→AOX＋３O２
单态氧是在光敏化反应中能量转移过程的由三重激发态血卟啉衍生物所促成，而单态氧是使肿瘤细胞灭活的物质，在上述的一系列反应中，癌细胞膜的反应居于首要地位。
